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Theorem mrieqv2d 13819
Description: In a Moore system, a set is independent if and only if all its proper subsets have closure properly contained in the closure of the set. Part of Proposition 4.1.3 in [FaureFrolicher] p. 83. (Contributed by David Moews, 1-May-2017.)
Hypotheses
Ref Expression
mrieqvd.1  |-  ( ph  ->  A  e.  (Moore `  X ) )
mrieqvd.2  |-  N  =  (mrCls `  A )
mrieqvd.3  |-  I  =  (mrInd `  A )
mrieqvd.4  |-  ( ph  ->  S  C_  X )
Assertion
Ref Expression
mrieqv2d  |-  ( ph  ->  ( S  e.  I  <->  A. s ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) ) )
Distinct variable groups:    S, s    ph, s    I, s    N, s
Allowed substitution hints:    A( s)    X( s)

Proof of Theorem mrieqv2d
Dummy variable  x is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pssnel 3653 . . . . . . 7  |-  ( s 
C.  S  ->  E. x
( x  e.  S  /\  -.  x  e.  s ) )
213ad2ant3 980 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S
)  ->  E. x
( x  e.  S  /\  -.  x  e.  s ) )
3 mrieqvd.1 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  A  e.  (Moore `  X ) )
433ad2ant1 978 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S
)  ->  A  e.  (Moore `  X ) )
54adantr 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  A  e.  (Moore `  X )
)
6 mrieqvd.2 . . . . . . . 8  |-  N  =  (mrCls `  A )
7 simprr 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  -.  x  e.  s )
8 difsnb 3900 . . . . . . . . . 10  |-  ( -.  x  e.  s  <->  ( s  \  { x } )  =  s )
97, 8sylib 189 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  (
s  \  { x } )  =  s )
10 simpl3 962 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  s  C.  S )
1110pssssd 3404 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  s  C_  S )
1211ssdifd 3443 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  (
s  \  { x } )  C_  ( S  \  { x }
) )
139, 12eqsstr3d 3343 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  s  C_  ( S  \  {
x } ) )
14 mrieqvd.3 . . . . . . . . . 10  |-  I  =  (mrInd `  A )
15 simpl2 961 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  S  e.  I )
1614, 5, 15mrissd 13816 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  S  C_  X )
1716ssdifssd 3445 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  ( S  \  { x }
)  C_  X )
185, 6, 13, 17mrcssd 13804 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  ( N `  s )  C_  ( N `  ( S  \  { x }
) ) )
19 difssd 3435 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  ( S  \  { x }
)  C_  S )
205, 6, 19, 16mrcssd 13804 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  ( N `  ( S  \  { x } ) )  C_  ( N `  S ) )
215, 6, 16mrcssidd 13805 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  S  C_  ( N `  S
) )
22 simprl 733 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  x  e.  S )
2321, 22sseldd 3309 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  x  e.  ( N `  S
) )
246, 14, 5, 15, 22ismri2dad 13817 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  -.  x  e.  ( N `  ( S  \  {
x } ) ) )
2520, 23, 24ssnelpssd 3652 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  ( N `  ( S  \  { x } ) )  C.  ( N `
 S ) )
2618, 25sspsstrd 3415 . . . . . 6  |-  ( ( ( ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S )  /\  (
x  e.  S  /\  -.  x  e.  s
) )  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S
) )
272, 26exlimddv 1645 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  S  e.  I  /\  s  C.  S
)  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
)
28273expia 1155 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  S  e.  I )  ->  (
s  C.  S  ->  ( N `  s ) 
C.  ( N `  S ) ) )
2928alrimiv 1638 . . 3  |-  ( (
ph  /\  S  e.  I )  ->  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) ) )
3029ex 424 . 2  |-  ( ph  ->  ( S  e.  I  ->  A. s ( s 
C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S
) ) ) )
313adantr 452 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S )  ->  A  e.  (Moore `  X )
)
3231elfvexd 5718 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S )  ->  X  e.  _V )
33 mrieqvd.4 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ph  ->  S  C_  X )
3433adantr 452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S )  ->  S  C_  X )
3532, 34ssexd 4310 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S )  ->  S  e.  _V )
36 difexg 4311 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( S  e.  _V  ->  ( S  \  { x }
)  e.  _V )
3735, 36syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S )  ->  ( S  \  { x }
)  e.  _V )
38 simp1r 982 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  x  e.  S )
39 difsnpss 3901 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x  e.  S  <->  ( S  \  { x } ) 
C.  S )
4038, 39sylib 189 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  ( S  \  { x }
)  C.  S )
41 simp2 958 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  s  =  ( S  \  { x } ) )
4241psseq1d 3399 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  (
s  C.  S  <->  ( S  \  { x } ) 
C.  S ) )
4340, 42mpbird 224 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  s  C.  S )
44 simp3 959 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  (
s  C.  S  ->  ( N `  s ) 
C.  ( N `  S ) ) )
4543, 44mpd 15 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S
) )
4641fveq2d 5691 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  ( N `  s )  =  ( N `  ( S  \  { x } ) ) )
4746psseq1d 3399 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  (
( N `  s
)  C.  ( N `  S )  <->  ( N `  ( S  \  {
x } ) ) 
C.  ( N `  S ) ) )
4845, 47mpbid 202 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } )  /\  ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) )  ->  ( N `  ( S  \  { x } ) )  C.  ( N `
 S ) )
49483expia 1155 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ph  /\  x  e.  S )  /\  s  =  ( S  \  { x } ) )  ->  ( (
s  C.  S  ->  ( N `  s ) 
C.  ( N `  S ) )  -> 
( N `  ( S  \  { x }
) )  C.  ( N `  S )
) )
5037, 49spcimdv 2993 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S )  ->  ( A. s ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
)  ->  ( N `  ( S  \  {
x } ) ) 
C.  ( N `  S ) ) )
51503impia 1150 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S  /\  A. s ( s  C.  S  -> 
( N `  s
)  C.  ( N `  S ) ) )  ->  ( N `  ( S  \  { x } ) )  C.  ( N `  S ) )
5251pssned 3405 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S  /\  A. s ( s  C.  S  -> 
( N `  s
)  C.  ( N `  S ) ) )  ->  ( N `  ( S  \  { x } ) )  =/=  ( N `  S
) )
53523com23 1159 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  /\  x  e.  S )  ->  ( N `  ( S  \  { x }
) )  =/=  ( N `  S )
)
5433ad2ant1 978 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  /\  x  e.  S )  ->  A  e.  (Moore `  X ) )
55333ad2ant1 978 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  /\  x  e.  S )  ->  S  C_  X )
56 simp3 959 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  /\  x  e.  S )  ->  x  e.  S )
5754, 6, 55, 56mrieqvlemd 13809 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  /\  x  e.  S )  ->  ( x  e.  ( N `  ( S 
\  { x }
) )  <->  ( N `  ( S  \  {
x } ) )  =  ( N `  S ) ) )
5857necon3bbid 2601 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  /\  x  e.  S )  ->  ( -.  x  e.  ( N `  ( S  \  { x }
) )  <->  ( N `  ( S  \  {
x } ) )  =/=  ( N `  S ) ) )
5953, 58mpbird 224 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  /\  x  e.  S )  ->  -.  x  e.  ( N `  ( S 
\  { x }
) ) )
60593expia 1155 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) ) )  ->  ( x  e.  S  ->  -.  x  e.  ( N `  ( S  \  { x }
) ) ) )
6160ralrimiv 2748 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  A. s
( s  C.  S  ->  ( N `  s
)  C.  ( N `  S ) ) )  ->  A. x  e.  S  -.  x  e.  ( N `  ( S  \  { x } ) ) )
6261ex 424 . . 3  |-  ( ph  ->  ( A. s ( s  C.  S  -> 
( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  ->  A. x  e.  S  -.  x  e.  ( N `  ( S  \  { x } ) ) ) )
636, 14, 3, 33ismri2d 13813 . . 3  |-  ( ph  ->  ( S  e.  I  <->  A. x  e.  S  -.  x  e.  ( N `  ( S  \  {
x } ) ) ) )
6462, 63sylibrd 226 . 2  |-  ( ph  ->  ( A. s ( s  C.  S  -> 
( N `  s
)  C.  ( N `  S ) )  ->  S  e.  I )
)
6530, 64impbid 184 1  |-  ( ph  ->  ( S  e.  I  <->  A. s ( s  C.  S  ->  ( N `  s )  C.  ( N `  S )
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936   A.wal 1546   E.wex 1547    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2567   A.wral 2666   _Vcvv 2916    \ cdif 3277    C_ wss 3280    C. wpss 3281   {csn 3774   ` cfv 5413  Moorecmre 13762  mrClscmrc 13763  mrIndcmri 13764
This theorem is referenced by:  mrissmrcd  13820
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-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  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-ral 2671  df-rex 2672  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-op 3783  df-uni 3976  df-int 4011  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-id 4458  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-fv 5421  df-mre 13766  df-mrc 13767  df-mri 13768
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