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Theorem ufldom 17657
Description: The ultrafilter lemma property is a cardinal invariant, so since it transfers to subsets it also transfers over set dominance. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
ufldom  |-  ( ( X  e. UFL  /\  Y  ~<_  X )  ->  Y  e. UFL )

Proof of Theorem ufldom
Dummy variables  u  x  f  g  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 domeng 6876 . . 3  |-  ( X  e. UFL  ->  ( Y  ~<_  X  <->  E. x ( Y  ~~  x  /\  x  C_  X
) ) )
2 bren 6871 . . . . . . . 8  |-  ( Y 
~~  x  <->  E. f 
f : Y -1-1-onto-> x )
32biimpi 186 . . . . . . 7  |-  ( Y 
~~  x  ->  E. f 
f : Y -1-1-onto-> x )
4 ssufl 17613 . . . . . . 7  |-  ( ( X  e. UFL  /\  x  C_  X )  ->  x  e. UFL )
5 simplr 731 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y ) )  ->  x  e. UFL )
6 filfbas 17543 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( g  e.  ( Fil `  Y
)  ->  g  e.  ( fBas `  Y )
)
76adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y ) )  ->  g  e.  (
fBas `  Y )
)
8 f1of 5472 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( f : Y -1-1-onto-> x  ->  f : Y --> x )
98ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y ) )  ->  f : Y --> x )
10 fmfil 17639 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( x  e. UFL  /\  g  e.  ( fBas `  Y
)  /\  f : Y
--> x )  ->  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  e.  ( Fil `  x
) )
115, 7, 9, 10syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y ) )  ->  ( ( x 
FilMap  f ) `  g
)  e.  ( Fil `  x ) )
12 ufli 17609 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( x  e. UFL  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  e.  ( Fil `  x
) )  ->  E. y  e.  ( UFil `  x
) ( ( x 
FilMap  f ) `  g
)  C_  y )
135, 11, 12syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y ) )  ->  E. y  e.  (
UFil `  x )
( ( x  FilMap  f ) `  g ) 
C_  y )
14 f1odm 5476 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( f : Y -1-1-onto-> x  ->  dom  f  =  Y )
1514adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  ->  dom  f  =  Y )
16 vex 2791 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  f  e. 
_V
1716dmex 4941 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  dom  f  e.  _V
1815, 17syl6eqelr 2372 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  ->  Y  e.  _V )
1918ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  ->  Y  e.  _V )
20 simprl 732 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
y  e.  ( UFil `  x ) )
21 f1ocnv 5485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( f : Y -1-1-onto-> x  ->  `' f : x -1-1-onto-> Y )
2221ad3antrrr 710 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  ->  `' f : x -1-1-onto-> Y )
23 f1of 5472 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( `' f : x -1-1-onto-> Y  ->  `' f : x --> Y )
2422, 23syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  ->  `' f : x --> Y )
25 fmufil 17654 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  y  e.  ( UFil `  x )  /\  `' f : x --> Y )  ->  ( ( Y 
FilMap  `' f ) `  y )  e.  (
UFil `  Y )
)
2619, 20, 24, 25syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( Y  FilMap  `' f ) `  y
)  e.  ( UFil `  Y ) )
27 f1ococnv1 5502 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( f : Y -1-1-onto-> x  ->  ( `' f  o.  f )  =  (  _I  |`  Y ) )
2827ad3antrrr 710 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( `' f  o.  f )  =  (  _I  |`  Y )
)
2928oveq2d 5874 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( Y  FilMap  ( `' f  o.  f ) )  =  ( Y 
FilMap  (  _I  |`  Y ) ) )
3029fveq1d 5527 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( Y  FilMap  ( `' f  o.  f
) ) `  g
)  =  ( ( Y  FilMap  (  _I  |`  Y ) ) `  g ) )
315adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  ->  x  e. UFL )
327adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
g  e.  ( fBas `  Y ) )
338ad3antrrr 710 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
f : Y --> x )
34 fmco 17656 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  x  e. UFL  /\  g  e.  ( fBas `  Y
) )  /\  ( `' f : x --> Y  /\  f : Y --> x ) )  ->  ( ( Y 
FilMap  ( `' f  o.  f ) ) `  g )  =  ( ( Y  FilMap  `' f ) `  ( ( x  FilMap  f ) `  g ) ) )
3519, 31, 32, 24, 33, 34syl32anc 1190 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( Y  FilMap  ( `' f  o.  f
) ) `  g
)  =  ( ( Y  FilMap  `' f ) `
 ( ( x 
FilMap  f ) `  g
) ) )
36 simplr 731 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
g  e.  ( Fil `  Y ) )
37 fmid 17655 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( g  e.  ( Fil `  Y
)  ->  ( ( Y  FilMap  (  _I  |`  Y ) ) `  g )  =  g )
3836, 37syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( Y  FilMap  (  _I  |`  Y )
) `  g )  =  g )
3930, 35, 383eqtr3d 2323 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( Y  FilMap  `' f ) `  (
( x  FilMap  f ) `
 g ) )  =  g )
4011adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( x  FilMap  f ) `  g )  e.  ( Fil `  x
) )
41 filfbas 17543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( x  FilMap  f ) `
 g )  e.  ( Fil `  x
)  ->  ( (
x  FilMap  f ) `  g )  e.  (
fBas `  x )
)
4240, 41syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( x  FilMap  f ) `  g )  e.  ( fBas `  x
) )
43 ufilfil 17599 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( y  e.  ( UFil `  x
)  ->  y  e.  ( Fil `  x ) )
4420, 43syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
y  e.  ( Fil `  x ) )
45 filfbas 17543 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( y  e.  ( Fil `  x
)  ->  y  e.  ( fBas `  x )
)
4644, 45syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
y  e.  ( fBas `  x ) )
47 simprr 733 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( x  FilMap  f ) `  g ) 
C_  y )
48 fmss 17641 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  ( ( x  FilMap  f ) `  g )  e.  ( fBas `  x
)  /\  y  e.  ( fBas `  x )
)  /\  ( `' f : x --> Y  /\  ( ( x  FilMap  f ) `  g ) 
C_  y ) )  ->  ( ( Y 
FilMap  `' f ) `  ( ( x  FilMap  f ) `  g ) )  C_  ( ( Y  FilMap  `' f ) `
 y ) )
4919, 42, 46, 24, 47, 48syl32anc 1190 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
( ( Y  FilMap  `' f ) `  (
( x  FilMap  f ) `
 g ) ) 
C_  ( ( Y 
FilMap  `' f ) `  y ) )
5039, 49eqsstr3d 3213 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  -> 
g  C_  ( ( Y  FilMap  `' f ) `
 y ) )
51 sseq2 3200 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( u  =  ( ( Y 
FilMap  `' f ) `  y )  ->  (
g  C_  u  <->  g  C_  ( ( Y  FilMap  `' f ) `  y
) ) )
5251rspcev 2884 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( Y  FilMap  `' f ) `  y
)  e.  ( UFil `  Y )  /\  g  C_  ( ( Y  FilMap  `' f ) `  y
) )  ->  E. u  e.  ( UFil `  Y
) g  C_  u
)
5326, 50, 52syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  (
y  e.  ( UFil `  x )  /\  (
( x  FilMap  f ) `
 g )  C_  y ) )  ->  E. u  e.  ( UFil `  Y ) g 
C_  u )
5453expr 598 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y
) )  /\  y  e.  ( UFil `  x
) )  ->  (
( ( x  FilMap  f ) `  g ) 
C_  y  ->  E. u  e.  ( UFil `  Y
) g  C_  u
) )
5554rexlimdva 2667 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y ) )  ->  ( E. y  e.  ( UFil `  x
) ( ( x 
FilMap  f ) `  g
)  C_  y  ->  E. u  e.  ( UFil `  Y ) g  C_  u ) )
5613, 55mpd 14 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  /\  g  e.  ( Fil `  Y ) )  ->  E. u  e.  (
UFil `  Y )
g  C_  u )
5756ralrimiva 2626 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  ->  A. g  e.  ( Fil `  Y ) E. u  e.  ( UFil `  Y
) g  C_  u
)
58 isufl 17608 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( Y  e.  _V  ->  ( Y  e. UFL  <->  A. g  e.  ( Fil `  Y ) E. u  e.  (
UFil `  Y )
g  C_  u )
)
5918, 58syl 15 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  ->  ( Y  e. UFL  <->  A. g  e.  ( Fil `  Y
) E. u  e.  ( UFil `  Y
) g  C_  u
) )
6057, 59mpbird 223 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  ->  Y  e. UFL )
6160ex 423 . . . . . . . . 9  |-  ( f : Y -1-1-onto-> x  ->  ( x  e. UFL  ->  Y  e. UFL )
)
6261exlimiv 1666 . . . . . . . 8  |-  ( E. f  f : Y -1-1-onto-> x  ->  ( x  e. UFL  ->  Y  e. UFL ) )
6362imp 418 . . . . . . 7  |-  ( ( E. f  f : Y -1-1-onto-> x  /\  x  e. UFL )  ->  Y  e. UFL )
643, 4, 63syl2an 463 . . . . . 6  |-  ( ( Y  ~~  x  /\  ( X  e. UFL  /\  x  C_  X ) )  ->  Y  e. UFL )
6564an12s 776 . . . . 5  |-  ( ( X  e. UFL  /\  ( Y  ~~  x  /\  x  C_  X ) )  ->  Y  e. UFL )
6665ex 423 . . . 4  |-  ( X  e. UFL  ->  ( ( Y 
~~  x  /\  x  C_  X )  ->  Y  e. UFL ) )
6766exlimdv 1664 . . 3  |-  ( X  e. UFL  ->  ( E. x
( Y  ~~  x  /\  x  C_  X )  ->  Y  e. UFL )
)
681, 67sylbid 206 . 2  |-  ( X  e. UFL  ->  ( Y  ~<_  X  ->  Y  e. UFL )
)
6968imp 418 1  |-  ( ( X  e. UFL  /\  Y  ~<_  X )  ->  Y  e. UFL )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358   E.wex 1528    = wceq 1623    e. wcel 1684   A.wral 2543   E.wrex 2544   _Vcvv 2788    C_ wss 3152   class class class wbr 4023    _I cid 4304   `'ccnv 4688   dom cdm 4689    |` cres 4691    o. ccom 4693   -->wf 5251   -1-1-onto->wf1o 5254   ` cfv 5255  (class class class)co 5858    ~~ cen 6860    ~<_ cdom 6861   fBascfbas 17518   Filcfil 17540   UFilcufil 17594  UFLcufl 17595    FilMap cfm 17628
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-int 3863  df-iun 3907  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-1o 6479  df-oadd 6483  df-er 6660  df-en 6864  df-dom 6865  df-fin 6867  df-fi 7165  df-rest 13327  df-fbas 17520  df-fg 17521  df-fil 17541  df-ufil 17596  df-ufl 17597  df-fm 17633
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