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Theorem dfsup2 7894
Description: Quantifier free definition of supremum. (Contributed by Scott Fenton, 19-Feb-2013.)
Assertion
Ref Expression
dfsup2  |-  sup ( B ,  A ,  R )  =  U. ( A  \  (
( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) )

Proof of Theorem dfsup2
Dummy variables  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-sup 7893 . 2  |-  sup ( B ,  A ,  R )  =  U. { x  e.  A  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) }
2 dfrab3 3770 . . . 4  |-  { x  e.  A  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) }  =  ( A  i^i  { x  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R
z ) ) } )
3 abeq1 2579 . . . . . . 7  |-  ( { x  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) }  =  ( _V 
\  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) ) )  <->  A. x ( ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) )  <-> 
x  e.  ( _V 
\  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) ) ) ) )
4 vex 3109 . . . . . . . . 9  |-  x  e. 
_V
5 eldif 3471 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  ( _V  \ 
( ( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) )  <->  ( x  e.  _V  /\  -.  x  e.  ( ( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) ) )
64, 5mpbiran 916 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ( _V  \ 
( ( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) )  <->  -.  x  e.  ( ( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) )
74elima 5330 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  e.  ( `' R " B )  <->  E. y  e.  B  y `' R x )
8 dfrex2 2905 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E. y  e.  B  y `' R x  <->  -.  A. y  e.  B  -.  y `' R x )
97, 8bitri 249 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  ( `' R " B )  <->  -.  A. y  e.  B  -.  y `' R x )
104elima 5330 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x  e.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) )  <->  E. y  e.  ( A  \  ( `' R " B ) ) y R x )
11 dfrex2 2905 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E. y  e.  ( A 
\  ( `' R " B ) ) y R x  <->  -.  A. y  e.  ( A  \  ( `' R " B ) )  -.  y R x )
1210, 11bitri 249 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) )  <->  -.  A. y  e.  ( A  \  ( `' R " B ) )  -.  y R x )
139, 12orbi12i 519 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( x  e.  ( `' R " B )  \/  x  e.  ( R " ( A 
\  ( `' R " B ) ) ) )  <->  ( -.  A. y  e.  B  -.  y `' R x  \/  -.  A. y  e.  ( A 
\  ( `' R " B ) )  -.  y R x ) )
14 elun 3631 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  e.  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) )  <->  ( x  e.  ( `' R " B )  \/  x  e.  ( R " ( A  \  ( `' R " B ) ) ) ) )
15 ianor 486 . . . . . . . . . 10  |-  ( -.  ( A. y  e.  B  -.  y `' R x  /\  A. y  e.  ( A  \  ( `' R " B ) )  -.  y R x )  <-> 
( -.  A. y  e.  B  -.  y `' R x  \/  -.  A. y  e.  ( A 
\  ( `' R " B ) )  -.  y R x ) )
1613, 14, 153bitr4i 277 . . . . . . . . 9  |-  ( x  e.  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) )  <->  -.  ( A. y  e.  B  -.  y `' R x  /\  A. y  e.  ( A  \  ( `' R " B ) )  -.  y R x ) )
1716con2bii 330 . . . . . . . 8  |-  ( ( A. y  e.  B  -.  y `' R x  /\  A. y  e.  ( A  \  ( `' R " B ) )  -.  y R x )  <->  -.  x  e.  ( ( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) )
18 vex 3109 . . . . . . . . . . . 12  |-  y  e. 
_V
1918, 4brcnv 5174 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y `' R x  <->  x R
y )
2019notbii 294 . . . . . . . . . 10  |-  ( -.  y `' R x  <->  -.  x R y )
2120ralbii 2885 . . . . . . . . 9  |-  ( A. y  e.  B  -.  y `' R x  <->  A. y  e.  B  -.  x R y )
22 impexp 444 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( y  e.  A  /\  -.  y  e.  ( `' R " B ) )  ->  -.  y R x )  <->  ( y  e.  A  ->  ( -.  y  e.  ( `' R " B )  ->  -.  y R x ) ) )
23 eldif 3471 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  e.  ( A  \ 
( `' R " B ) )  <->  ( y  e.  A  /\  -.  y  e.  ( `' R " B ) ) )
2423imbi1i 323 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( y  e.  ( A 
\  ( `' R " B ) )  ->  -.  y R x )  <-> 
( ( y  e.  A  /\  -.  y  e.  ( `' R " B ) )  ->  -.  y R x ) )
2518elima 5330 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  ( `' R " B )  <->  E. z  e.  B  z `' R y )
26 vex 3109 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  z  e. 
_V
2726, 18brcnv 5174 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z `' R y  <->  y R
z )
2827rexbii 2956 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( E. z  e.  B  z `' R y  <->  E. z  e.  B  y R
z )
2925, 28bitri 249 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  e.  ( `' R " B )  <->  E. z  e.  B  y R
z )
3029imbi2i 310 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( y R x  -> 
y  e.  ( `' R " B ) )  <->  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R
z ) )
31 con34b 290 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( y R x  -> 
y  e.  ( `' R " B ) )  <->  ( -.  y  e.  ( `' R " B )  ->  -.  y R x ) )
3230, 31bitr3i 251 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z )  <->  ( -.  y  e.  ( `' R " B )  ->  -.  y R x ) )
3332imbi2i 310 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( y  e.  A  -> 
( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) )  <-> 
( y  e.  A  ->  ( -.  y  e.  ( `' R " B )  ->  -.  y R x ) ) )
3422, 24, 333bitr4i 277 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( y  e.  ( A 
\  ( `' R " B ) )  ->  -.  y R x )  <-> 
( y  e.  A  ->  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) )
3534ralbii2 2883 . . . . . . . . 9  |-  ( A. y  e.  ( A  \  ( `' R " B ) )  -.  y R x  <->  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R
z ) )
3621, 35anbi12i 695 . . . . . . . 8  |-  ( ( A. y  e.  B  -.  y `' R x  /\  A. y  e.  ( A  \  ( `' R " B ) )  -.  y R x )  <->  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) )
376, 17, 363bitr2ri 274 . . . . . . 7  |-  ( ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) )  <-> 
x  e.  ( _V 
\  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) ) ) )
383, 37mpgbir 1627 . . . . . 6  |-  { x  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  (
y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) }  =  ( _V 
\  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) ) )
3938ineq2i 3683 . . . . 5  |-  ( A  i^i  { x  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R
z ) ) } )  =  ( A  i^i  ( _V  \ 
( ( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) ) )
40 invdif 3736 . . . . 5  |-  ( A  i^i  ( _V  \ 
( ( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) ) )  =  ( A  \  (
( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) )
4139, 40eqtri 2483 . . . 4  |-  ( A  i^i  { x  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R
z ) ) } )  =  ( A 
\  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) ) )
422, 41eqtri 2483 . . 3  |-  { x  e.  A  |  ( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R z ) ) }  =  ( A 
\  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) ) )
4342unieqi 4244 . 2  |-  U. {
x  e.  A  | 
( A. y  e.  B  -.  x R y  /\  A. y  e.  A  ( y R x  ->  E. z  e.  B  y R
z ) ) }  =  U. ( A 
\  ( ( `' R " B )  u.  ( R "
( A  \  ( `' R " B ) ) ) ) )
441, 43eqtri 2483 1  |-  sup ( B ,  A ,  R )  =  U. ( A  \  (
( `' R " B )  u.  ( R " ( A  \ 
( `' R " B ) ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    \/ wo 366    /\ wa 367    = wceq 1398    e. wcel 1823   {cab 2439   A.wral 2804   E.wrex 2805   {crab 2808   _Vcvv 3106    \ cdif 3458    u. cun 3459    i^i cin 3460   U.cuni 4235   class class class wbr 4439   `'ccnv 4987   "cima 4991   supcsup 7892
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1623  ax-4 1636  ax-5 1709  ax-6 1752  ax-7 1795  ax-9 1827  ax-10 1842  ax-11 1847  ax-12 1859  ax-13 2004  ax-ext 2432  ax-sep 4560  ax-nul 4568  ax-pr 4676
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3an 973  df-tru 1401  df-ex 1618  df-nf 1622  df-sb 1745  df-eu 2288  df-mo 2289  df-clab 2440  df-cleq 2446  df-clel 2449  df-nfc 2604  df-ne 2651  df-ral 2809  df-rex 2810  df-rab 2813  df-v 3108  df-dif 3464  df-un 3466  df-in 3468  df-ss 3475  df-nul 3784  df-if 3930  df-sn 4017  df-pr 4019  df-op 4023  df-uni 4236  df-br 4440  df-opab 4498  df-xp 4994  df-cnv 4996  df-dm 4998  df-rn 4999  df-res 5000  df-ima 5001  df-sup 7893
This theorem is referenced by:  nfsup  7902
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