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Theorem regr1lem 20740
Description: Lemma for regr1 20751. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
kqval.2  |-  F  =  ( x  e.  X  |->  { y  e.  J  |  x  e.  y } )
regr1lem.2  |-  ( ph  ->  J  e.  (TopOn `  X ) )
regr1lem.3  |-  ( ph  ->  J  e.  Reg )
regr1lem.4  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
regr1lem.5  |-  ( ph  ->  B  e.  X )
regr1lem.6  |-  ( ph  ->  U  e.  J )
regr1lem.7  |-  ( ph  ->  -.  E. m  e.  (KQ `  J ) E. n  e.  (KQ
`  J ) ( ( F `  A
)  e.  m  /\  ( F `  B )  e.  n  /\  (
m  i^i  n )  =  (/) ) )
Assertion
Ref Expression
regr1lem  |-  ( ph  ->  ( A  e.  U  ->  B  e.  U ) )
Distinct variable groups:    m, n, x, y, A    B, m, n, x, y    m, J, n, x, y    m, F, n    m, X, n, x, y
Allowed substitution hints:    ph( x, y, m, n)    U( x, y, m, n)    F( x, y)

Proof of Theorem regr1lem
Dummy variable  z is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 regr1lem.3 . . . . 5  |-  ( ph  ->  J  e.  Reg )
21adantr 466 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  A  e.  U )  ->  J  e.  Reg )
3 regr1lem.6 . . . . 5  |-  ( ph  ->  U  e.  J )
43adantr 466 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  A  e.  U )  ->  U  e.  J )
5 simpr 462 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  A  e.  U )  ->  A  e.  U )
6 regsep 20336 . . . 4  |-  ( ( J  e.  Reg  /\  U  e.  J  /\  A  e.  U )  ->  E. z  e.  J  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  U ) )
72, 4, 5, 6syl3anc 1264 . . 3  |-  ( (
ph  /\  A  e.  U )  ->  E. z  e.  J  ( A  e.  z  /\  (
( cls `  J
) `  z )  C_  U ) )
8 regr1lem.7 . . . . 5  |-  ( ph  ->  -.  E. m  e.  (KQ `  J ) E. n  e.  (KQ
`  J ) ( ( F `  A
)  e.  m  /\  ( F `  B )  e.  n  /\  (
m  i^i  n )  =  (/) ) )
98ad2antrr 730 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  (
z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  U ) ) )  ->  -.  E. m  e.  (KQ `  J ) E. n  e.  (KQ
`  J ) ( ( F `  A
)  e.  m  /\  ( F `  B )  e.  n  /\  (
m  i^i  n )  =  (/) ) )
10 regr1lem.2 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  J  e.  (TopOn `  X ) )
1110ad3antrrr 734 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  J  e.  (TopOn `  X ) )
12 simplrl 768 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  z  e.  J )
13 kqval.2 . . . . . . . 8  |-  F  =  ( x  e.  X  |->  { y  e.  J  |  x  e.  y } )
1413kqopn 20735 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  z  e.  J )  ->  ( F " z )  e.  (KQ `  J ) )
1511, 12, 14syl2anc 665 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( F " z
)  e.  (KQ `  J ) )
16 toponuni 19928 . . . . . . . . . 10  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  X  =  U. J )
1711, 16syl 17 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  X  =  U. J
)
1817difeq1d 3582 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
)  =  ( U. J  \  ( ( cls `  J ) `  z
) ) )
19 topontop 19927 . . . . . . . . . . 11  |-  ( J  e.  (TopOn `  X
)  ->  J  e.  Top )
2011, 19syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  J  e.  Top )
21 elssuni 4245 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  e.  J  ->  z  C_ 
U. J )
2212, 21syl 17 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  z  C_  U. J )
23 eqid 2422 . . . . . . . . . . 11  |-  U. J  =  U. J
2423clscld 20048 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  Top  /\  z  C_  U. J )  ->  ( ( cls `  J ) `  z
)  e.  ( Clsd `  J ) )
2520, 22, 24syl2anc 665 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( ( cls `  J
) `  z )  e.  ( Clsd `  J
) )
2623cldopn 20032 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( cls `  J
) `  z )  e.  ( Clsd `  J
)  ->  ( U. J  \  ( ( cls `  J ) `  z
) )  e.  J
)
2725, 26syl 17 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( U. J  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
)  e.  J )
2818, 27eqeltrd 2510 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
)  e.  J )
2913kqopn 20735 . . . . . . 7  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  ( X  \  ( ( cls `  J ) `  z
) )  e.  J
)  ->  ( F " ( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
) )  e.  (KQ
`  J ) )
3011, 28, 29syl2anc 665 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( F " ( X  \  ( ( cls `  J ) `  z
) ) )  e.  (KQ `  J ) )
31 simprrl 772 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  (
z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  U ) ) )  ->  A  e.  z )
3231adantr 466 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  A  e.  z )
33 regr1lem.4 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  A  e.  X )
3433ad3antrrr 734 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  A  e.  X )
3513kqfvima 20731 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  z  e.  J  /\  A  e.  X )  ->  ( A  e.  z  <->  ( F `  A )  e.  ( F " z ) ) )
3611, 12, 34, 35syl3anc 1264 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( A  e.  z  <-> 
( F `  A
)  e.  ( F
" z ) ) )
3732, 36mpbid 213 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( F `  A
)  e.  ( F
" z ) )
38 regr1lem.5 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  B  e.  X )
3938ad3antrrr 734 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  B  e.  X )
40 simprrr 773 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  (
z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  U ) ) )  ->  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
4140sseld 3463 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  (
z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  U ) ) )  ->  ( B  e.  ( ( cls `  J
) `  z )  ->  B  e.  U ) )
4241con3dimp 442 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  -.  B  e.  ( ( cls `  J
) `  z )
)
4339, 42eldifd 3447 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  B  e.  ( X 
\  ( ( cls `  J ) `  z
) ) )
4413kqfvima 20731 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  ( X  \  ( ( cls `  J ) `  z
) )  e.  J  /\  B  e.  X
)  ->  ( B  e.  ( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
)  <->  ( F `  B )  e.  ( F " ( X 
\  ( ( cls `  J ) `  z
) ) ) ) )
4511, 28, 39, 44syl3anc 1264 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( B  e.  ( X  \  ( ( cls `  J ) `
 z ) )  <-> 
( F `  B
)  e.  ( F
" ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) ) ) )
4643, 45mpbid 213 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( F `  B
)  e.  ( F
" ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) ) )
4723sscls 20057 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( J  e.  Top  /\  z  C_  U. J )  ->  z  C_  (
( cls `  J
) `  z )
)
4820, 22, 47syl2anc 665 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  z  C_  ( ( cls `  J ) `  z ) )
4948sscond 3602 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
)  C_  ( X  \  z ) )
50 imass2 5219 . . . . . . . 8  |-  ( ( X  \  ( ( cls `  J ) `
 z ) ) 
C_  ( X  \ 
z )  ->  ( F " ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) )  C_  ( F " ( X  \ 
z ) ) )
51 sslin 3688 . . . . . . . 8  |-  ( ( F " ( X 
\  ( ( cls `  J ) `  z
) ) )  C_  ( F " ( X 
\  z ) )  ->  ( ( F
" z )  i^i  ( F " ( X  \  ( ( cls `  J ) `  z
) ) ) ) 
C_  ( ( F
" z )  i^i  ( F " ( X  \  z ) ) ) )
5249, 50, 513syl 18 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) ) )  C_  ( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
z ) ) ) )
5313kqdisj 20733 . . . . . . . 8  |-  ( ( J  e.  (TopOn `  X )  /\  z  e.  J )  ->  (
( F " z
)  i^i  ( F " ( X  \  z
) ) )  =  (/) )
5411, 12, 53syl2anc 665 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
z ) ) )  =  (/) )
55 sseq0 3794 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) ) )  C_  ( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
z ) ) )  /\  ( ( F
" z )  i^i  ( F " ( X  \  z ) ) )  =  (/) )  -> 
( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) ) )  =  (/) )
5652, 54, 55syl2anc 665 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  ( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) ) )  =  (/) )
57 eleq2 2495 . . . . . . . 8  |-  ( m  =  ( F "
z )  ->  (
( F `  A
)  e.  m  <->  ( F `  A )  e.  ( F " z ) ) )
58 ineq1 3657 . . . . . . . . 9  |-  ( m  =  ( F "
z )  ->  (
m  i^i  n )  =  ( ( F
" z )  i^i  n ) )
5958eqeq1d 2424 . . . . . . . 8  |-  ( m  =  ( F "
z )  ->  (
( m  i^i  n
)  =  (/)  <->  ( ( F " z )  i^i  n )  =  (/) ) )
6057, 593anbi13d 1337 . . . . . . 7  |-  ( m  =  ( F "
z )  ->  (
( ( F `  A )  e.  m  /\  ( F `  B
)  e.  n  /\  ( m  i^i  n
)  =  (/) )  <->  ( ( F `  A )  e.  ( F " z
)  /\  ( F `  B )  e.  n  /\  ( ( F "
z )  i^i  n
)  =  (/) ) ) )
61 eleq2 2495 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  ( F "
( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
) )  ->  (
( F `  B
)  e.  n  <->  ( F `  B )  e.  ( F " ( X 
\  ( ( cls `  J ) `  z
) ) ) ) )
62 ineq2 3658 . . . . . . . . 9  |-  ( n  =  ( F "
( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
) )  ->  (
( F " z
)  i^i  n )  =  ( ( F
" z )  i^i  ( F " ( X  \  ( ( cls `  J ) `  z
) ) ) ) )
6362eqeq1d 2424 . . . . . . . 8  |-  ( n  =  ( F "
( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
) )  ->  (
( ( F "
z )  i^i  n
)  =  (/)  <->  ( ( F " z )  i^i  ( F " ( X  \  ( ( cls `  J ) `  z
) ) ) )  =  (/) ) )
6461, 633anbi23d 1338 . . . . . . 7  |-  ( n  =  ( F "
( X  \  (
( cls `  J
) `  z )
) )  ->  (
( ( F `  A )  e.  ( F " z )  /\  ( F `  B )  e.  n  /\  ( ( F "
z )  i^i  n
)  =  (/) )  <->  ( ( F `  A )  e.  ( F " z
)  /\  ( F `  B )  e.  ( F " ( X 
\  ( ( cls `  J ) `  z
) ) )  /\  ( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) ) )  =  (/) ) ) )
6560, 64rspc2ev 3193 . . . . . 6  |-  ( ( ( F " z
)  e.  (KQ `  J )  /\  ( F " ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) )  e.  (KQ
`  J )  /\  ( ( F `  A )  e.  ( F " z )  /\  ( F `  B )  e.  ( F " ( X 
\  ( ( cls `  J ) `  z
) ) )  /\  ( ( F "
z )  i^i  ( F " ( X  \ 
( ( cls `  J
) `  z )
) ) )  =  (/) ) )  ->  E. m  e.  (KQ `  J ) E. n  e.  (KQ
`  J ) ( ( F `  A
)  e.  m  /\  ( F `  B )  e.  n  /\  (
m  i^i  n )  =  (/) ) )
6615, 30, 37, 46, 56, 65syl113anc 1276 . . . . 5  |-  ( ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  ( z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J ) `  z
)  C_  U )
) )  /\  -.  B  e.  U )  ->  E. m  e.  (KQ
`  J ) E. n  e.  (KQ `  J ) ( ( F `  A )  e.  m  /\  ( F `  B )  e.  n  /\  (
m  i^i  n )  =  (/) ) )
6766ex 435 . . . 4  |-  ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  (
z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  U ) ) )  ->  ( -.  B  e.  U  ->  E. m  e.  (KQ `  J ) E. n  e.  (KQ
`  J ) ( ( F `  A
)  e.  m  /\  ( F `  B )  e.  n  /\  (
m  i^i  n )  =  (/) ) ) )
689, 67mt3d 128 . . 3  |-  ( ( ( ph  /\  A  e.  U )  /\  (
z  e.  J  /\  ( A  e.  z  /\  ( ( cls `  J
) `  z )  C_  U ) ) )  ->  B  e.  U
)
697, 68rexlimddv 2921 . 2  |-  ( (
ph  /\  A  e.  U )  ->  B  e.  U )
7069ex 435 1  |-  ( ph  ->  ( A  e.  U  ->  B  e.  U ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 187    /\ wa 370    /\ w3a 982    = wceq 1437    e. wcel 1868   E.wrex 2776   {crab 2779    \ cdif 3433    i^i cin 3435    C_ wss 3436   (/)c0 3761   U.cuni 4216    |-> cmpt 4479   "cima 4852   ` cfv 5597   Topctop 19903  TopOnctopon 19904   Clsdccld 20017   clsccl 20019   Regcreg 20311  KQckq 20694
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1665  ax-4 1678  ax-5 1748  ax-6 1794  ax-7 1839  ax-8 1870  ax-9 1872  ax-10 1887  ax-11 1892  ax-12 1905  ax-13 2053  ax-ext 2400  ax-rep 4533  ax-sep 4543  ax-nul 4551  ax-pow 4598  ax-pr 4656  ax-un 6593
This theorem depends on definitions:  df-bi 188  df-or 371  df-an 372  df-3an 984  df-tru 1440  df-ex 1660  df-nf 1664  df-sb 1787  df-eu 2269  df-mo 2270  df-clab 2408  df-cleq 2414  df-clel 2417  df-nfc 2572  df-ne 2620  df-ral 2780  df-rex 2781  df-reu 2782  df-rab 2784  df-v 3083  df-sbc 3300  df-csb 3396  df-dif 3439  df-un 3441  df-in 3443  df-ss 3450  df-nul 3762  df-if 3910  df-pw 3981  df-sn 3997  df-pr 3999  df-op 4003  df-uni 4217  df-int 4253  df-iun 4298  df-iin 4299  df-br 4421  df-opab 4480  df-mpt 4481  df-id 4764  df-xp 4855  df-rel 4856  df-cnv 4857  df-co 4858  df-dm 4859  df-rn 4860  df-res 4861  df-ima 4862  df-iota 5561  df-fun 5599  df-fn 5600  df-f 5601  df-f1 5602  df-fo 5603  df-f1o 5604  df-fv 5605  df-ov 6304  df-oprab 6305  df-mpt2 6306  df-qtop 15393  df-top 19907  df-topon 19909  df-cld 20020  df-cls 20022  df-reg 20318  df-kq 20695
This theorem is referenced by:  regr1lem2  20741
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