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Theorem acsmapd 14559
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 14557 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 5701 . . . . 5  |-  ( N `
 S )  e. 
_V
32ssex 4307 . . . 4  |-  ( T 
C_  ( N `  S )  ->  T  e.  _V )
41, 3syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  T  e.  _V )
51sseld 3307 . . . . 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 14557 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( N `  S )  <->  E. y  e.  ( ~P S  i^i  Fin )
x  e.  ( N `
 y ) ) )
105, 9sylibd 206 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  T  ->  E. y  e.  ( ~P S  i^i  Fin ) x  e.  ( N `  y )
) )
1110ralrimiv 2748 . . 3  |-  ( ph  ->  A. x  e.  T  E. y  e.  ( ~P S  i^i  Fin )
x  e.  ( N `
 y ) )
12 fveq2 5687 . . . . 5  |-  ( y  =  ( f `  x )  ->  ( N `  y )  =  ( N `  ( f `  x
) ) )
1312eleq2d 2471 . . . 4  |-  ( y  =  ( f `  x )  ->  (
x  e.  ( N `
 y )  <->  x  e.  ( N `  ( f `
 x ) ) ) )
1413ac6sg 8324 . . 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 58 . 2  |-  ( ph  ->  E. f ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )
16 simprl 733 . . . . 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 1626 . . . . . . . 8  |-  F/ x ph
18 nfv 1626 . . . . . . . . 9  |-  F/ x  f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )
19 nfra1 2716 . . . . . . . . 9  |-  F/ x A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) )
2018, 19nfan 1842 . . . . . . . 8  |-  F/ x
( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `
 x ) ) )
2117, 20nfan 1842 . . . . . . 7  |-  F/ x
( ph  /\  (
f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  /\  A. x  e.  T  x  e.  ( N `  ( f `  x
) ) ) )
226ad2antrr 707 . . . . . . . . . . 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 13836 . . . . . . . . . 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 737 . . . . . . . . . . . . . 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 5550 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  ->  f  Fn  T )
2624, 25syl 16 . . . . . . . . . . . . 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 5826 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( f  Fn  T  /\  x  e.  T )  ->  ( f `  x
)  e.  ran  f
)
2826, 27sylancom 649 . . . . . . . . . . . 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 3903 . . . . . . . . . . 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 3999 . . . . . . . . . 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 5556 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  ->  ran  f  C_  ( ~P S  i^i  Fin )
)
3231unissd 3999 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  ->  U. ran  f  C_  U. ( ~P S  i^i  Fin ) )
33 unifpw 7367 . . . . . . . . . . . . 13  |-  U. ( ~P S  i^i  Fin )  =  S
3432, 33syl6sseq 3354 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( f : T --> ( ~P S  i^i  Fin )  ->  U. ran  f  C_  S )
3524, 34syl 16 . . . . . . . . . . 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 707 . . . . . . . . . . 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 3318 . . . . . . . . . 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 13804 . . . . . . . . 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 734 . . . . . . . . . . 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 2764 . . . . . . . . . 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 5701 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( f `
 x )  e. 
_V
4241unisn 3991 . . . . . . . . . . 11  |-  U. {
( f `  x
) }  =  ( f `  x )
4342fveq2i 5690 . . . . . . . . . 10  |-  ( N `
 U. { ( f `  x ) } )  =  ( N `  ( f `
 x ) )
4440, 43syl6eleqr 2495 . . . . . . . . 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 3309 . . . . . . . 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 424 . . . . . . 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 1777 . . . . . 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 3297 . . . . . 6  |-  ( T 
C_  ( N `  U. ran  f )  <->  A. x
( x  e.  T  ->  x  e.  ( N `
 U. ran  f
) ) )
4947, 48sylibr 204 . . . . 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 519 . . . 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 424 . . 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 1629 . 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 15 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 359   A.wal 1546   E.wex 1547    = wceq 1649    e. wcel 1721   A.wral 2666   E.wrex 2667   _Vcvv 2916    i^i cin 3279    C_ wss 3280   ~Pcpw 3759   {csn 3774   U.cuni 3975   ran crn 4838    Fn wfn 5408   -->wf 5409   ` cfv 5413   Fincfn 7068  mrClscmrc 13763  ACScacs 13765
This theorem is referenced by:  acsmap2d  14560
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-reg 7516  ax-inf2 7552  ax-ac2 8299  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-int 4011  df-iun 4055  df-iin 4056  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-se 4502  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-isom 5422  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-1o 6683  df-oadd 6687  df-er 6864  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-fin 7072  df-r1 7646  df-rank 7647  df-card 7782  df-ac 7953  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-nn 9957  df-2 10014  df-3 10015  df-4 10016  df-5 10017  df-6 10018  df-7 10019  df-8 10020  df-9 10021  df-10 10022  df-n0 10178  df-z 10239  df-dec 10339  df-uz 10445  df-fz 11000  df-struct 13426  df-ndx 13427  df-slot 13428  df-base 13429  df-tset 13503  df-ple 13504  df-ocomp 13505  df-mre 13766  df-mrc 13767  df-acs 13769  df-preset 14340  df-drs 14341  df-poset 14358  df-ipo 14533
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