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Theorem dffi2

Description: The set of finite intersections is the smallest set that contains A and is closed under pairwise intersection. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Nov-2013)

Ref Expression
Assertion dffi2 ⊢ A ∈ V → fi ⁡ A = ⋂ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elex ⊢ A ∈ V → A ∈ V
2 vex ⊢ t ∈ V
3 elfi ⊢ t ∈ V ∧ A ∈ V → t ∈ fi ⁡ A ↔ ∃ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin t = ⋂ x
4 2 3 mpan ⊢ A ∈ V → t ∈ fi ⁡ A ↔ ∃ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin t = ⋂ x
5 4 biimpd ⊢ A ∈ V → t ∈ fi ⁡ A → ∃ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin t = ⋂ x
6 df-rex ⊢ ∃ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin t = ⋂ x ↔ ∃ x x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x
7 fiint ⊢ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z ↔ ∀ x x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin → ⋂ x ∈ z
8 elinel1 ⊢ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin → x ∈ 𝒫 A
9 8 elpwid ⊢ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin → x ⊆ A
10 9 3ad2ant2 ⊢ A ⊆ z ∧ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → x ⊆ A
11 simp1 ⊢ A ⊆ z ∧ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → A ⊆ z
12 10 11 sstrd ⊢ A ⊆ z ∧ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → x ⊆ z
13 eqvisset ⊢ t = ⋂ x → ⋂ x ∈ V
14 intex ⊢ x ≠ ∅ ↔ ⋂ x ∈ V
15 13 14 sylibr ⊢ t = ⋂ x → x ≠ ∅
16 15 3ad2ant3 ⊢ A ⊆ z ∧ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → x ≠ ∅
17 elinel2 ⊢ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin → x ∈ Fin
18 17 3ad2ant2 ⊢ A ⊆ z ∧ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → x ∈ Fin
19 12 16 18 3jca ⊢ A ⊆ z ∧ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin
20 19 3expib ⊢ A ⊆ z → x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin
21 pm2.27 ⊢ x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin → x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin → ⋂ x ∈ z → ⋂ x ∈ z
22 20 21 syl6 ⊢ A ⊆ z → x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin → ⋂ x ∈ z → ⋂ x ∈ z
23 eleq1 ⊢ t = ⋂ x → t ∈ z ↔ ⋂ x ∈ z
24 23 biimprd ⊢ t = ⋂ x → ⋂ x ∈ z → t ∈ z
25 24 adantl ⊢ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → ⋂ x ∈ z → t ∈ z
26 25 a1i ⊢ A ⊆ z → x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → ⋂ x ∈ z → t ∈ z
27 22 26 syldd ⊢ A ⊆ z → x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin → ⋂ x ∈ z → t ∈ z
28 27 com23 ⊢ A ⊆ z → x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin → ⋂ x ∈ z → x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → t ∈ z
29 28 alimdv ⊢ A ⊆ z → ∀ x x ⊆ z ∧ x ≠ ∅ ∧ x ∈ Fin → ⋂ x ∈ z → ∀ x x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → t ∈ z
30 7 29 biimtrid ⊢ A ⊆ z → ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → ∀ x x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → t ∈ z
31 30 imp ⊢ A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → ∀ x x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → t ∈ z
32 19.23v ⊢ ∀ x x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → t ∈ z ↔ ∃ x x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → t ∈ z
33 31 32 sylib ⊢ A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → ∃ x x ∈ 𝒫 A ∩ Fin ∧ t = ⋂ x → t ∈ z
34 6 33 biimtrid ⊢ A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → ∃ x ∈ 𝒫 A ∩ Fin t = ⋂ x → t ∈ z
35 5 34 sylan9 ⊢ A ∈ V ∧ A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → t ∈ fi ⁡ A → t ∈ z
36 35 ssrdv ⊢ A ∈ V ∧ A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → fi ⁡ A ⊆ z
37 36 ex ⊢ A ∈ V → A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → fi ⁡ A ⊆ z
38 37 alrimiv ⊢ A ∈ V → ∀ z A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → fi ⁡ A ⊆ z
39 ssintab ⊢ fi ⁡ A ⊆ ⋂ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z ↔ ∀ z A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → fi ⁡ A ⊆ z
40 38 39 sylibr ⊢ A ∈ V → fi ⁡ A ⊆ ⋂ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z
41 ssfii ⊢ A ∈ V → A ⊆ fi ⁡ A
42 fiin ⊢ x ∈ fi ⁡ A ∧ y ∈ fi ⁡ A → x ∩ y ∈ fi ⁡ A
43 42 rgen2 ⊢ ∀ x ∈ fi ⁡ A ∀ y ∈ fi ⁡ A x ∩ y ∈ fi ⁡ A
44 fvex ⊢ fi ⁡ A ∈ V
45 sseq2 ⊢ z = fi ⁡ A → A ⊆ z ↔ A ⊆ fi ⁡ A
46 eleq2 ⊢ z = fi ⁡ A → x ∩ y ∈ z ↔ x ∩ y ∈ fi ⁡ A
47 46 raleqbi1dv ⊢ z = fi ⁡ A → ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z ↔ ∀ y ∈ fi ⁡ A x ∩ y ∈ fi ⁡ A
48 47 raleqbi1dv ⊢ z = fi ⁡ A → ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z ↔ ∀ x ∈ fi ⁡ A ∀ y ∈ fi ⁡ A x ∩ y ∈ fi ⁡ A
49 45 48 anbi12d ⊢ z = fi ⁡ A → A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z ↔ A ⊆ fi ⁡ A ∧ ∀ x ∈ fi ⁡ A ∀ y ∈ fi ⁡ A x ∩ y ∈ fi ⁡ A
50 44 49 elab ⊢ fi ⁡ A ∈ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z ↔ A ⊆ fi ⁡ A ∧ ∀ x ∈ fi ⁡ A ∀ y ∈ fi ⁡ A x ∩ y ∈ fi ⁡ A
51 41 43 50 sylanblrc ⊢ A ∈ V → fi ⁡ A ∈ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z
52 intss1 ⊢ fi ⁡ A ∈ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z → ⋂ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z ⊆ fi ⁡ A
53 51 52 syl ⊢ A ∈ V → ⋂ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z ⊆ fi ⁡ A
54 40 53 eqssd ⊢ A ∈ V → fi ⁡ A = ⋂ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z
55 1 54 syl ⊢ A ∈ V → fi ⁡ A = ⋂ z | A ⊆ z ∧ ∀ x ∈ z ∀ y ∈ z x ∩ y ∈ z