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Theorem acsmapd 14380
Description: In an algebraic closure system, if  T is contained in the closure of  S, there is a map  f from  T into the set of finite subsets of  S such that the closure of  U. ran  f contains  T. This is proven by applying acsficl2d 14378 to each element of  T. See Section II.5 in [Cohn] p. 81 to 82. (Contributed by David Moews, 1-May-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
acsmapd.1  |-  ( ph  ->  A  e.  (ACS `  X ) )
acsmapd.2  |-  N  =  (mrCls `  A )
acsmapd.3  |-  ( ph  ->  S  C_  X )
acsmapd.4  |-  ( ph  ->  T  C_  ( N `  S ) )
Assertion
Ref Expression
acsmapd  |-  ( ph  ->  E. f ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  T  C_  ( N `
 U. ran  f
) ) )
Distinct variable groups:    T, f    ph, f    S, f    f, N
Allowed substitution hints:    A( f)    X( f)

Proof of Theorem acsmapd
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 acsmapd.4 . . . 4  |-  ( ph  ->  T  C_  ( N `  S ) )
2 fvex 5622 . . . . 5  |-  ( N `
 S )  e. 
_V
32ssex 4239 . . . 4  |-  ( T 
C_  ( N `  S )  ->  T  e.  _V )
41, 3syl 15 . . 3  |-  ( ph  ->  T  e.  _V )
51sseld 3255 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( x  e.  T  ->  x  e.  ( N `
 S ) ) )
6 acsmapd.1 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  A  e.  (ACS `  X ) )
7 acsmapd.2 . . . . . 6  |-  N  =  (mrCls `  A )
8 acsmapd.3 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  S  C_  X )
96, 7, 8acsficl2d 14378 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( N `  S )  <->  E. y  e.  ( ~P S  i^i  Fin )
x  e.  ( N `
 y ) ) )
105, 9sylibd 205 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  T  ->  E. y  e.  ( ~P S  i^i  Fin ) x  e.  ( N `  y )
) )
1110ralrimiv 2701 . . 3  |-  ( ph  ->  A. x  e.  T  E. y  e.  ( ~P S  i^i  Fin )
x  e.  ( N `
 y ) )
12 fveq2 5608 . . . . 5  |-  ( y  =  ( f `  x )  ->  ( N `  y )  =  ( N `  ( f `  x
) ) )
1312eleq2d 2425 . . . 4  |-  ( y  =  ( f `  x )  ->  (
x  e.  ( N `
 y )  <->  x  e.  ( N `  ( f `
 x ) ) ) )
1413ac6sg 8205 . . 3  |-  ( T  e.  _V  ->  ( A. x  e.  T  E. y  e.  ( ~P S  i^i  Fin )
x  e.  ( N `
 y )  ->  E. f ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  (
f `  x )
) ) ) )
154, 11, 14sylc 56 . 2  |-  ( ph  ->  E. f ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )
16 simprl 732 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  (
f `  x )
) ) )  -> 
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )
)
17 nfv 1619 . . . . . . . 8  |-  F/ x ph
18 nfv 1619 . . . . . . . . 9  |-  F/ x  f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )
19 nfra1 2669 . . . . . . . . 9  |-  F/ x A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) )
2018, 19nfan 1829 . . . . . . . 8  |-  F/ x
( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `
 x ) ) )
2117, 20nfan 1829 . . . . . . 7  |-  F/ x
( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )
226ad2antrr 706 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  A  e.  (ACS `  X ) )
2322acsmred 13657 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  A  e.  (Moore `  X ) )
24 simplrl 736 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  f : T
--> ( ~P S  i^i  Fin ) )
25 ffn 5472 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  ->  f  Fn  T )
2624, 25syl 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  f  Fn  T )
27 fnfvelrn 5745 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( f  Fn  T  /\  x  e.  T )  ->  ( f `  x
)  e.  ran  f
)
2826, 27sylancom 648 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  ( f `  x )  e.  ran  f )
2928snssd 3839 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  { (
f `  x ) }  C_  ran  f )
3029unissd 3932 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  U. { ( f `  x ) }  C_  U. ran  f
)
31 frn 5478 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  ->  ran  f  C_  ( ~P S  i^i  Fin )
)
3231unissd 3932 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  ->  U. ran  f  C_  U. ( ~P S  i^i  Fin ) )
33 unifpw 7248 . . . . . . . . . . . . 13  |-  U. ( ~P S  i^i  Fin )  =  S
3432, 33syl6sseq 3300 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  ->  U. ran  f  C_  S )
3524, 34syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  U. ran  f  C_  S )
368ad2antrr 706 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  S  C_  X
)
3735, 36sstrd 3265 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  U. ran  f  C_  X )
3823, 7, 30, 37mrcssd 13625 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  ( N `  U. { ( f `
 x ) } )  C_  ( N `  U. ran  f ) )
39 simprr 733 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  (
f `  x )
) ) )  ->  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) )
4039r19.21bi 2717 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  x  e.  ( N `  ( f `
 x ) ) )
41 fvex 5622 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( f `
 x )  e. 
_V
4241unisn 3924 . . . . . . . . . . 11  |-  U. {
( f `  x
) }  =  ( f `  x )
4342fveq2i 5611 . . . . . . . . . 10  |-  ( N `
 U. { ( f `  x ) } )  =  ( N `  ( f `
 x ) )
4440, 43syl6eleqr 2449 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  x  e.  ( N `  U. {
( f `  x
) } ) )
4538, 44sseldd 3257 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )  /\  x  e.  T
)  ->  x  e.  ( N `  U. ran  f ) )
4645ex 423 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  (
f `  x )
) ) )  -> 
( x  e.  T  ->  x  e.  ( N `
 U. ran  f
) ) )
4721, 46alrimi 1766 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  (
f `  x )
) ) )  ->  A. x ( x  e.  T  ->  x  e.  ( N `  U. ran  f ) ) )
48 dfss2 3245 . . . . . 6  |-  ( T 
C_  ( N `  U. ran  f )  <->  A. x
( x  e.  T  ->  x  e.  ( N `
 U. ran  f
) ) )
4947, 48sylibr 203 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  (
f `  x )
) ) )  ->  T  C_  ( N `  U. ran  f ) )
5016, 49jca 518 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  (
f `  x )
) ) )  -> 
( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  T  C_  ( N `  U. ran  f
) ) )
5150ex 423 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  (
f `  x )
) )  ->  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  T  C_  ( N `
 U. ran  f
) ) ) )
5251eximdv 1622 . 2  |-  ( ph  ->  ( E. f ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) )  ->  E. f ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  T  C_  ( N `  U. ran  f ) ) ) )
5315, 52mpd 14 1  |-  ( ph  ->  E. f ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  T  C_  ( N `
 U. ran  f
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 358   A.wal 1540   E.wex 1541    = wceq 1642    e. wcel 1710   A.wral 2619   E.wrex 2620   _Vcvv 2864    i^i cin 3227    C_ wss 3228   ~Pcpw 3701   {csn 3716   U.cuni 3908   ran crn 4772    Fn wfn 5332   -->wf 5333   ` cfv 5337   Fincfn 6951  mrClscmrc 13584  ACScacs 13586
This theorem is referenced by:  acsmap2d  14381
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1546  ax-5 1557  ax-17 1616  ax-9 1654  ax-8 1675  ax-13 1712  ax-14 1714  ax-6 1729  ax-7 1734  ax-11 1746  ax-12 1930  ax-ext 2339  ax-rep 4212  ax-sep 4222  ax-nul 4230  ax-pow 4269  ax-pr 4295  ax-un 4594  ax-reg 7396  ax-inf2 7432  ax-ac2 8179  ax-cnex 8883  ax-resscn 8884  ax-1cn 8885  ax-icn 8886  ax-addcl 8887  ax-addrcl 8888  ax-mulcl 8889  ax-mulrcl 8890  ax-mulcom 8891  ax-addass 8892  ax-mulass 8893  ax-distr 8894  ax-i2m1 8895  ax-1ne0 8896  ax-1rid 8897  ax-rnegex 8898  ax-rrecex 8899  ax-cnre 8900  ax-pre-lttri 8901  ax-pre-lttrn 8902  ax-pre-ltadd 8903  ax-pre-mulgt0 8904
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1319  df-ex 1542  df-nf 1545  df-sb 1649  df-eu 2213  df-mo 2214  df-clab 2345  df-cleq 2351  df-clel 2354  df-nfc 2483  df-ne 2523  df-nel 2524  df-ral 2624  df-rex 2625  df-reu 2626  df-rmo 2627  df-rab 2628  df-v 2866  df-sbc 3068  df-csb 3158  df-dif 3231  df-un 3233  df-in 3235  df-ss 3242  df-pss 3244  df-nul 3532  df-if 3642  df-pw 3703  df-sn 3722  df-pr 3723  df-tp 3724  df-op 3725  df-uni 3909  df-int 3944  df-iun 3988  df-iin 3989  df-br 4105  df-opab 4159  df-mpt 4160  df-tr 4195  df-eprel 4387  df-id 4391  df-po 4396  df-so 4397  df-fr 4434  df-se 4435  df-we 4436  df-ord 4477  df-on 4478  df-lim 4479  df-suc 4480  df-om 4739  df-xp 4777  df-rel 4778  df-cnv 4779  df-co 4780  df-dm 4781  df-rn 4782  df-res 4783  df-ima 4784  df-iota 5301  df-fun 5339  df-fn 5340  df-f 5341  df-f1 5342  df-fo 5343  df-f1o 5344  df-fv 5345  df-isom 5346  df-ov 5948  df-oprab 5949  df-mpt2 5950  df-1st 6209  df-2nd 6210  df-riota 6391  df-recs 6475  df-rdg 6510  df-1o 6566  df-oadd 6570  df-er 6747  df-en 6952  df-dom 6953  df-sdom 6954  df-fin 6955  df-r1 7526  df-rank 7527  df-card 7662  df-ac 7833  df-pnf 8959  df-mnf 8960  df-xr 8961  df-ltxr 8962  df-le 8963  df-sub 9129  df-neg 9130  df-nn 9837  df-2 9894  df-3 9895  df-4 9896  df-5 9897  df-6 9898  df-7 9899  df-8 9900  df-9 9901  df-10 9902  df-n0 10058  df-z 10117  df-dec 10217  df-uz 10323  df-fz 10875  df-struct 13247  df-ndx 13248  df-slot 13249  df-base 13250  df-tset 13324  df-ple 13325  df-ocomp 13326  df-mre 13587  df-mrc 13588  df-acs 13590  df-preset 14161  df-drs 14162  df-poset 14179  df-ipo 14354
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