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Theorem acsmapd

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 to each element of T . See Section II.5 in Cohn p. 81 to 82. (Contributed by David Moews, 1-May-2017) Remove dependency on ax-reg and ax-inf2 . (Revised by Timothy J. O'Malley, 15-Oct-2026)

Ref Expression
Hypotheses acsmapd.1 ⊢ φ → A ∈ ACS ⁡ X
acsmapd.2 ⊢ N = mrCls ⁡ A
acsmapd.3 ⊢ φ → S ⊆ X
acsmapd.4 ⊢ φ → T ⊆ N ⁡ S
Assertion acsmapd ⊢ φ → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 acsmapd.1 ⊢ φ → A ∈ ACS ⁡ X
2 acsmapd.2 ⊢ N = mrCls ⁡ A
3 acsmapd.3 ⊢ φ → S ⊆ X
4 acsmapd.4 ⊢ φ → T ⊆ N ⁡ S
5 fvex ⊢ N ⁡ S ∈ V
6 5 ssex ⊢ T ⊆ N ⁡ S → T ∈ V
7 4 6 syl ⊢ φ → T ∈ V
8 1 elfvexd ⊢ φ → X ∈ V
9 8 3 ssexd ⊢ φ → S ∈ V
10 9 pwexd ⊢ φ → 𝒫 S ∈ V
11 inex1g ⊢ 𝒫 S ∈ V → 𝒫 S ∩ Fin ∈ V
12 10 11 syl ⊢ φ → 𝒫 S ∩ Fin ∈ V
13 4 sseld ⊢ φ → x ∈ T → x ∈ N ⁡ S
14 1 2 3 acsficl2d ⊢ φ → x ∈ N ⁡ S ↔ ∃ y ∈ 𝒫 S ∩ Fin x ∈ N ⁡ y
15 13 14 sylibd ⊢ φ → x ∈ T → ∃ y ∈ 𝒫 S ∩ Fin x ∈ N ⁡ y
16 15 ralrimiv ⊢ φ → ∀ x ∈ T ∃ y ∈ 𝒫 S ∩ Fin x ∈ N ⁡ y
17 fveq2 ⊢ y = f ⁡ x → N ⁡ y = N ⁡ f ⁡ x
18 17 eleq2d ⊢ y = f ⁡ x → x ∈ N ⁡ y ↔ x ∈ N ⁡ f ⁡ x
19 18 ac6 ⊢ T ∈ V ∧ 𝒫 S ∩ Fin ∈ V ∧ ∀ x ∈ T ∃ y ∈ 𝒫 S ∩ Fin x ∈ N ⁡ y → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
20 7 12 16 19 syl3anc ⊢ φ → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
21 simprl ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin
22 nfv ⊢ Ⅎ x φ
23 nfv ⊢ Ⅎ x f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin
24 nfra1 ⊢ Ⅎ x ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
25 23 24 nfan ⊢ Ⅎ x f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
26 22 25 nfan ⊢ Ⅎ x φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
27 1 ad2antrr ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → A ∈ ACS ⁡ X
28 27 acsmred ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → A ∈ Moore ⁡ X
29 simplrl ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin
30 29 ffnd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → f Fn T
31 fnfvelrn ⊢ f Fn T ∧ x ∈ T → f ⁡ x ∈ ran ⁡ f
32 30 31 sylancom ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → f ⁡ x ∈ ran ⁡ f
33 32 snssd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → f ⁡ x ⊆ ran ⁡ f
34 33 unissd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → ⋃ f ⁡ x ⊆ ⋃ ran ⁡ f
35 frn ⊢ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin → ran ⁡ f ⊆ 𝒫 S ∩ Fin
36 35 unissd ⊢ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin → ⋃ ran ⁡ f ⊆ ⋃ 𝒫 S ∩ Fin
37 unifpw ⊢ ⋃ 𝒫 S ∩ Fin = S
38 36 37 sseqtrdi ⊢ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin → ⋃ ran ⁡ f ⊆ S
39 29 38 syl ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → ⋃ ran ⁡ f ⊆ S
40 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → S ⊆ X
41 39 40 sstrd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → ⋃ ran ⁡ f ⊆ X
42 28 2 34 41 mrcssd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → N ⁡ ⋃ f ⁡ x ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
43 simprr ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
44 43 r19.21bi ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → x ∈ N ⁡ f ⁡ x
45 fvex ⊢ f ⁡ x ∈ V
46 45 unisn ⊢ ⋃ f ⁡ x = f ⁡ x
47 46 fveq2i ⊢ N ⁡ ⋃ f ⁡ x = N ⁡ f ⁡ x
48 44 47 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ f ⁡ x
49 42 48 sseldd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
50 49 ex ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
51 26 50 alrimi ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → ∀ x x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
52 df-ss ⊢ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f ↔ ∀ x x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
53 51 52 sylibr ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
54 21 53 jca ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
55 54 ex ⊢ φ → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
56 55 eximdv ⊢ φ → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
57 20 56 mpd ⊢ φ → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f