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Theorem isacs3lem

Description: An algebraic closure system satisfies isacs3 . (Contributed by Stefan O'Rear, 2-Apr-2015)

Ref Expression
Assertion isacs3lem ⊢ C ∈ ACS ⁡ X → C ∈ Moore ⁡ X ∧ ∀ s ∈ 𝒫 C toInc ⁡ s ∈ Dirset → ⋃ s ∈ C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 acsmre ⊢ C ∈ ACS ⁡ X → C ∈ Moore ⁡ X
2 mresspw ⊢ C ∈ Moore ⁡ X → C ⊆ 𝒫 X
3 1 2 syl ⊢ C ∈ ACS ⁡ X → C ⊆ 𝒫 X
4 3 sspwd ⊢ C ∈ ACS ⁡ X → 𝒫 C ⊆ 𝒫 𝒫 X
5 4 sselda ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C → s ∈ 𝒫 𝒫 X
6 5 elpwid ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C → s ⊆ 𝒫 X
7 sspwuni ⊢ s ⊆ 𝒫 X ↔ ⋃ s ⊆ X
8 6 7 sylib ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C → ⋃ s ⊆ X
9 8 adantr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset → ⋃ s ⊆ X
10 elinel1 ⊢ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin → x ∈ 𝒫 ⋃ s
11 10 elpwid ⊢ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin → x ⊆ ⋃ s
12 elinel2 ⊢ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin → x ∈ Fin
13 fissuni ⊢ x ⊆ ⋃ s ∧ x ∈ Fin → ∃ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin x ⊆ ⋃ y
14 11 12 13 syl2anc ⊢ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin → ∃ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin x ⊆ ⋃ y
15 14 ad2antll ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin → ∃ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin x ⊆ ⋃ y
16 1 ad3antrrr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → C ∈ Moore ⁡ X
17 eqid ⊢ mrCls ⁡ C = mrCls ⁡ C
18 simprr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → x ⊆ ⋃ y
19 elinel1 ⊢ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → y ∈ 𝒫 s
20 19 elpwid ⊢ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → y ⊆ s
21 20 unissd ⊢ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → ⋃ y ⊆ ⋃ s
22 21 ad2antrl ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → ⋃ y ⊆ ⋃ s
23 8 ad2antrr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → ⋃ s ⊆ X
24 22 23 sstrd ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → ⋃ y ⊆ X
25 16 17 18 24 mrcssd ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → mrCls ⁡ C ⁡ x ⊆ mrCls ⁡ C ⁡ ⋃ y
26 simpl ⊢ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → toInc ⁡ s ∈ Dirset
27 20 adantl ⊢ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → y ⊆ s
28 elinel2 ⊢ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → y ∈ Fin
29 28 adantl ⊢ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → y ∈ Fin
30 ipodrsfi ⊢ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ⊆ s ∧ y ∈ Fin → ∃ x ∈ s ⋃ y ⊆ x
31 26 27 29 30 syl3anc ⊢ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → ∃ x ∈ s ⋃ y ⊆ x
32 31 adantl ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → ∃ x ∈ s ⋃ y ⊆ x
33 1 ad3antrrr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ∈ s ∧ ⋃ y ⊆ x → C ∈ Moore ⁡ X
34 simprr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ∈ s ∧ ⋃ y ⊆ x → ⋃ y ⊆ x
35 elpwi ⊢ s ∈ 𝒫 C → s ⊆ C
36 35 adantl ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C → s ⊆ C
37 36 ad2antrr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ∈ s ∧ ⋃ y ⊆ x → s ⊆ C
38 simprl ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ∈ s ∧ ⋃ y ⊆ x → x ∈ s
39 37 38 sseldd ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ∈ s ∧ ⋃ y ⊆ x → x ∈ C
40 17 mrcsscl ⊢ C ∈ Moore ⁡ X ∧ ⋃ y ⊆ x ∧ x ∈ C → mrCls ⁡ C ⁡ ⋃ y ⊆ x
41 33 34 39 40 syl3anc ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ∈ s ∧ ⋃ y ⊆ x → mrCls ⁡ C ⁡ ⋃ y ⊆ x
42 elssuni ⊢ x ∈ s → x ⊆ ⋃ s
43 42 ad2antrl ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ∈ s ∧ ⋃ y ⊆ x → x ⊆ ⋃ s
44 41 43 sstrd ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ∈ s ∧ ⋃ y ⊆ x → mrCls ⁡ C ⁡ ⋃ y ⊆ ⋃ s
45 32 44 rexlimddv ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → mrCls ⁡ C ⁡ ⋃ y ⊆ ⋃ s
46 45 anassrs ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin → mrCls ⁡ C ⁡ ⋃ y ⊆ ⋃ s
47 46 adantrr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → mrCls ⁡ C ⁡ ⋃ y ⊆ ⋃ s
48 47 adantlrr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → mrCls ⁡ C ⁡ ⋃ y ⊆ ⋃ s
49 25 48 sstrd ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin ∧ y ∈ 𝒫 s ∩ Fin ∧ x ⊆ ⋃ y → mrCls ⁡ C ⁡ x ⊆ ⋃ s
50 15 49 rexlimddv ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin → mrCls ⁡ C ⁡ x ⊆ ⋃ s
51 50 anassrs ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset ∧ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin → mrCls ⁡ C ⁡ x ⊆ ⋃ s
52 51 ralrimiva ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset → ∀ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin mrCls ⁡ C ⁡ x ⊆ ⋃ s
53 17 acsfiel ⊢ C ∈ ACS ⁡ X → ⋃ s ∈ C ↔ ⋃ s ⊆ X ∧ ∀ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin mrCls ⁡ C ⁡ x ⊆ ⋃ s
54 53 ad2antrr ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset → ⋃ s ∈ C ↔ ⋃ s ⊆ X ∧ ∀ x ∈ 𝒫 ⋃ s ∩ Fin mrCls ⁡ C ⁡ x ⊆ ⋃ s
55 9 52 54 mpbir2and ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C ∧ toInc ⁡ s ∈ Dirset → ⋃ s ∈ C
56 55 ex ⊢ C ∈ ACS ⁡ X ∧ s ∈ 𝒫 C → toInc ⁡ s ∈ Dirset → ⋃ s ∈ C
57 56 ralrimiva ⊢ C ∈ ACS ⁡ X → ∀ s ∈ 𝒫 C toInc ⁡ s ∈ Dirset → ⋃ s ∈ C
58 1 57 jca ⊢ C ∈ ACS ⁡ X → C ∈ Moore ⁡ X ∧ ∀ s ∈ 𝒫 C toInc ⁡ s ∈ Dirset → ⋃ s ∈ C