Users' Mathboxes Mathbox for Richard Penner < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  ntrneix3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ntrneix3 38897
Description: The closure of the union of any pair is a subset of the union of closures if and only if the union of any pair belonging to the convergents of a point implies at least one of the pair belongs to the the convergents of that point. (Contributed by RP, 19-Jun-2021.)
Hypotheses
Ref Expression
ntrnei.o 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗𝑚 𝑖) ↦ (𝑙𝑗 ↦ {𝑚𝑖𝑙 ∈ (𝑘𝑚)})))
ntrnei.f 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
ntrnei.r (𝜑𝐼𝐹𝑁)
Assertion
Ref Expression
ntrneix3 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑚,𝑠,𝑡,𝑥   𝑘,𝐼,𝑙,𝑚,𝑥   𝜑,𝑖,𝑗,𝑘,𝑙,𝑠,𝑡,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑚)   𝐹(𝑥,𝑡,𝑖,𝑗,𝑘,𝑚,𝑠,𝑙)   𝐼(𝑡,𝑖,𝑗,𝑠)   𝑁(𝑥,𝑡,𝑖,𝑗,𝑘,𝑚,𝑠,𝑙)   𝑂(𝑥,𝑡,𝑖,𝑗,𝑘,𝑚,𝑠,𝑙)

Proof of Theorem ntrneix3
StepHypRef Expression
1 dfss3 3733 . . . . . 6 ((𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)))
2 ntrnei.o . . . . . . . . . . . . 13 𝑂 = (𝑖 ∈ V, 𝑗 ∈ V ↦ (𝑘 ∈ (𝒫 𝑗𝑚 𝑖) ↦ (𝑙𝑗 ↦ {𝑚𝑖𝑙 ∈ (𝑘𝑚)})))
3 ntrnei.f . . . . . . . . . . . . 13 𝐹 = (𝒫 𝐵𝑂𝐵)
4 ntrnei.r . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐼𝐹𝑁)
52, 3, 4ntrneiiex 38876 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐼 ∈ (𝒫 𝐵𝑚 𝒫 𝐵))
65ad2antrr 764 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼 ∈ (𝒫 𝐵𝑚 𝒫 𝐵))
7 elmapi 8045 . . . . . . . . . . 11 (𝐼 ∈ (𝒫 𝐵𝑚 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
86, 7syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐼:𝒫 𝐵⟶𝒫 𝐵)
92, 3, 4ntrneibex 38873 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐵 ∈ V)
109ad2antrr 764 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝐵 ∈ V)
11 simplr 809 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
1211elpwid 4314 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑠𝐵)
13 simpr 479 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
1413elpwid 4314 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑡𝐵)
1512, 14unssd 3932 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠𝑡) ⊆ 𝐵)
1610, 15sselpwd 4959 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑠𝑡) ∈ 𝒫 𝐵)
178, 16ffvelrnd 6523 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼‘(𝑠𝑡)) ∈ 𝒫 𝐵)
1817elpwid 4314 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ 𝐵)
19 ralss 3809 . . . . . . . 8 ((𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)))))
2018, 19syl 17 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)))))
214ad3antrrr 768 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐼𝐹𝑁)
22 simpr 479 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑥𝐵)
239ad3antrrr 768 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝐵 ∈ V)
24 simpllr 817 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠 ∈ 𝒫 𝐵)
2524elpwid 4314 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑠𝐵)
26 simplr 809 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵)
2726elpwid 4314 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → 𝑡𝐵)
2825, 27unssd 3932 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑠𝑡) ⊆ 𝐵)
2923, 28sselpwd 4959 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑠𝑡) ∈ 𝒫 𝐵)
302, 3, 21, 22, 29ntrneiel 38881 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) ↔ (𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥)))
31 elun 3896 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)))
322, 3, 21, 22, 24ntrneiel 38881 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ↔ 𝑠 ∈ (𝑁𝑥)))
332, 3, 21, 22, 26ntrneiel 38881 . . . . . . . . . . 11 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ (𝐼𝑡) ↔ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))
3432, 33orbi12d 748 . . . . . . . . . 10 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑥 ∈ (𝐼𝑠) ∨ 𝑥 ∈ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
3531, 34syl5bb 272 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
3630, 35imbi12d 333 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡))) ↔ ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
3736ralbidva 3123 . . . . . . 7 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥𝐵 (𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡)) → 𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡))) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
3820, 37bitrd 268 . . . . . 6 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑥 ∈ (𝐼‘(𝑠𝑡))𝑥 ∈ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
391, 38syl5bb 272 . . . . 5 (((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ 𝑡 ∈ 𝒫 𝐵) → ((𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
4039ralbidva 3123 . . . 4 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
41 ralcom 3236 . . . 4 (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵 ((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))) ↔ ∀𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
4240, 41syl6bb 276 . . 3 ((𝜑𝑠 ∈ 𝒫 𝐵) → (∀𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
4342ralbidva 3123 . 2 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
44 ralcom 3236 . 2 (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑥𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥))))
4543, 44syl6bb 276 1 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵(𝐼‘(𝑠𝑡)) ⊆ ((𝐼𝑠) ∪ (𝐼𝑡)) ↔ ∀𝑥𝐵𝑠 ∈ 𝒫 𝐵𝑡 ∈ 𝒫 𝐵((𝑠𝑡) ∈ (𝑁𝑥) → (𝑠 ∈ (𝑁𝑥) ∨ 𝑡 ∈ (𝑁𝑥)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wo 382  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  wral 3050  {crab 3054  Vcvv 3340  cun 3713  wss 3715  𝒫 cpw 4302   class class class wbr 4804  cmpt 4881  wf 6045  cfv 6049  (class class class)co 6813  cmpt2 6815  𝑚 cmap 8023
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-op 4328  df-uni 4589  df-iun 4674  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-id 5174  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-1st 7333  df-2nd 7334  df-map 8025
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator