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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)

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 4 sseld ⊢ φ → x ∈ T → x ∈ N ⁡ S
9 1 2 3 acsficl2d ⊢ φ → x ∈ N ⁡ S ↔ ∃ y ∈ 𝒫 S ∩ Fin x ∈ N ⁡ y
10 8 9 sylibd ⊢ φ → x ∈ T → ∃ y ∈ 𝒫 S ∩ Fin x ∈ N ⁡ y
11 10 ralrimiv ⊢ φ → ∀ x ∈ T ∃ y ∈ 𝒫 S ∩ Fin x ∈ N ⁡ y
12 fveq2 ⊢ y = f ⁡ x → N ⁡ y = N ⁡ f ⁡ x
13 12 eleq2d ⊢ y = f ⁡ x → x ∈ N ⁡ y ↔ x ∈ N ⁡ f ⁡ x
14 13 ac6sg ⊢ T ∈ V → ∀ x ∈ T ∃ y ∈ 𝒫 S ∩ Fin x ∈ N ⁡ y → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
15 7 11 14 sylc ⊢ φ → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
16 simprl ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin
17 nfv ⊢ Ⅎ x φ
18 nfv ⊢ Ⅎ x f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin
19 nfra1 ⊢ Ⅎ x ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
20 18 19 nfan ⊢ Ⅎ x f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
21 17 20 nfan ⊢ Ⅎ x φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
22 1 ad2antrr ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → A ∈ ACS ⁡ X
23 22 acsmred ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → A ∈ Moore ⁡ X
24 simplrl ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin
25 24 ffnd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → f Fn T
26 fnfvelrn ⊢ f Fn T ∧ x ∈ T → f ⁡ x ∈ ran ⁡ f
27 25 26 sylancom ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → f ⁡ x ∈ ran ⁡ f
28 27 snssd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → f ⁡ x ⊆ ran ⁡ f
29 28 unissd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → ⋃ f ⁡ x ⊆ ⋃ ran ⁡ f
30 frn ⊢ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin → ran ⁡ f ⊆ 𝒫 S ∩ Fin
31 30 unissd ⊢ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin → ⋃ ran ⁡ f ⊆ ⋃ 𝒫 S ∩ Fin
32 unifpw ⊢ ⋃ 𝒫 S ∩ Fin = S
33 31 32 sseqtrdi ⊢ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin → ⋃ ran ⁡ f ⊆ S
34 24 33 syl ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → ⋃ ran ⁡ f ⊆ S
35 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → S ⊆ X
36 34 35 sstrd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → ⋃ ran ⁡ f ⊆ X
37 23 2 29 36 mrcssd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → N ⁡ ⋃ f ⁡ x ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
38 simprr ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x
39 38 r19.21bi ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → x ∈ N ⁡ f ⁡ x
40 fvex ⊢ f ⁡ x ∈ V
41 40 unisn ⊢ ⋃ f ⁡ x = f ⁡ x
42 41 fveq2i ⊢ N ⁡ ⋃ f ⁡ x = N ⁡ f ⁡ x
43 39 42 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ f ⁡ x
44 37 43 sseldd ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x ∧ x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
45 44 ex ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
46 21 45 alrimi ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → ∀ x x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
47 df-ss ⊢ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f ↔ ∀ x x ∈ T → x ∈ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
48 46 47 sylibr ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
49 16 48 jca ⊢ φ ∧ f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
50 49 ex ⊢ φ → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
51 50 eximdv ⊢ φ → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ ∀ x ∈ T x ∈ N ⁡ f ⁡ x → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f
52 15 51 mpd ⊢ φ → ∃ f f : T ⟶ 𝒫 S ∩ Fin ∧ T ⊆ N ⁡ ⋃ ran ⁡ f