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Theorem isdrs

Description: Property of being a directed set. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses isdrs.b ⊢ B = Base K
isdrs.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
Assertion isdrs ⊢ K ∈ Dirset ↔ K ∈ Proset ∧ B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isdrs.b ⊢ B = Base K
2 isdrs.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
3 fveq2 ⊢ f = K → Base f = Base K
4 3 1 eqtr4di ⊢ f = K → Base f = B
5 fveq2 ⊢ f = K → ≤ f = ≤ K
6 5 2 eqtr4di ⊢ f = K → ≤ f = ≤ ˙
7 6 sbceq1d ⊢ f = K → [˙≤ f / r]˙ b ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ [˙≤ ˙ / r]˙ b ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z
8 4 7 sbceqbid ⊢ f = K → [˙Base f / b]˙ [˙≤ f / r]˙ b ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ [˙B / b]˙ [˙≤ ˙ / r]˙ b ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z
9 1 fvexi ⊢ B ∈ V
10 2 fvexi ⊢ ≤ ˙ ∈ V
11 neeq1 ⊢ b = B → b ≠ ∅ ↔ B ≠ ∅
12 11 adantr ⊢ b = B ∧ r = ≤ ˙ → b ≠ ∅ ↔ B ≠ ∅
13 rexeq ⊢ b = B → ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ ∃ z ∈ B x r z ∧ y r z
14 13 raleqbi1dv ⊢ b = B → ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x r z ∧ y r z
15 14 raleqbi1dv ⊢ b = B → ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x r z ∧ y r z
16 breq ⊢ r = ≤ ˙ → x r z ↔ x ≤ ˙ z
17 breq ⊢ r = ≤ ˙ → y r z ↔ y ≤ ˙ z
18 16 17 anbi12d ⊢ r = ≤ ˙ → x r z ∧ y r z ↔ x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
19 18 rexbidv ⊢ r = ≤ ˙ → ∃ z ∈ B x r z ∧ y r z ↔ ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
20 19 2ralbidv ⊢ r = ≤ ˙ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x r z ∧ y r z ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
21 15 20 sylan9bb ⊢ b = B ∧ r = ≤ ˙ → ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
22 12 21 anbi12d ⊢ b = B ∧ r = ≤ ˙ → b ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
23 9 10 22 sbc2ie ⊢ [˙B / b]˙ [˙≤ ˙ / r]˙ b ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
24 8 23 bitrdi ⊢ f = K → [˙Base f / b]˙ [˙≤ f / r]˙ b ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z ↔ B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
25 df-drs ⊢ Dirset = f ∈ Proset | [˙Base f / b]˙ [˙≤ f / r]˙ b ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ b ∀ y ∈ b ∃ z ∈ b x r z ∧ y r z
26 24 25 elrab2 ⊢ K ∈ Dirset ↔ K ∈ Proset ∧ B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
27 3anass ⊢ K ∈ Proset ∧ B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z ↔ K ∈ Proset ∧ B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z
28 26 27 bitr4i ⊢ K ∈ Dirset ↔ K ∈ Proset ∧ B ≠ ∅ ∧ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃ z ∈ B x ≤ ˙ z ∧ y ≤ ˙ z