Metamath Proof Explorer


Theorem ismrc

Description: A function is a Moore closure operator iff it satisfies mrcssid , mrcss , and mrcidm . (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Feb-2015)

Ref Expression
Assertion ismrc F mrCls Moore B B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fnmrc mrCls Fn ran Moore
2 fnfun mrCls Fn ran Moore Fun mrCls
3 1 2 ax-mp Fun mrCls
4 fvelima Fun mrCls F mrCls Moore B z Moore B mrCls z = F
5 3 4 mpan F mrCls Moore B z Moore B mrCls z = F
6 elfvex z Moore B B V
7 eqid mrCls z = mrCls z
8 7 mrcf z Moore B mrCls z : 𝒫 B z
9 mresspw z Moore B z 𝒫 B
10 8 9 fssd z Moore B mrCls z : 𝒫 B 𝒫 B
11 7 mrcssid z Moore B x B x mrCls z x
12 11 adantrr z Moore B x B y x x mrCls z x
13 7 mrcss z Moore B y x x B mrCls z y mrCls z x
14 13 3expb z Moore B y x x B mrCls z y mrCls z x
15 14 ancom2s z Moore B x B y x mrCls z y mrCls z x
16 7 mrcidm z Moore B x B mrCls z mrCls z x = mrCls z x
17 16 adantrr z Moore B x B y x mrCls z mrCls z x = mrCls z x
18 12 15 17 3jca z Moore B x B y x x mrCls z x mrCls z y mrCls z x mrCls z mrCls z x = mrCls z x
19 18 ex z Moore B x B y x x mrCls z x mrCls z y mrCls z x mrCls z mrCls z x = mrCls z x
20 19 alrimivv z Moore B x y x B y x x mrCls z x mrCls z y mrCls z x mrCls z mrCls z x = mrCls z x
21 6 10 20 3jca z Moore B B V mrCls z : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x mrCls z x mrCls z y mrCls z x mrCls z mrCls z x = mrCls z x
22 feq1 mrCls z = F mrCls z : 𝒫 B 𝒫 B F : 𝒫 B 𝒫 B
23 fveq1 mrCls z = F mrCls z x = F x
24 23 sseq2d mrCls z = F x mrCls z x x F x
25 fveq1 mrCls z = F mrCls z y = F y
26 25 23 sseq12d mrCls z = F mrCls z y mrCls z x F y F x
27 id mrCls z = F mrCls z = F
28 27 23 fveq12d mrCls z = F mrCls z mrCls z x = F F x
29 28 23 eqeq12d mrCls z = F mrCls z mrCls z x = mrCls z x F F x = F x
30 24 26 29 3anbi123d mrCls z = F x mrCls z x mrCls z y mrCls z x mrCls z mrCls z x = mrCls z x x F x F y F x F F x = F x
31 30 imbi2d mrCls z = F x B y x x mrCls z x mrCls z y mrCls z x mrCls z mrCls z x = mrCls z x x B y x x F x F y F x F F x = F x
32 31 2albidv mrCls z = F x y x B y x x mrCls z x mrCls z y mrCls z x mrCls z mrCls z x = mrCls z x x y x B y x x F x F y F x F F x = F x
33 22 32 3anbi23d mrCls z = F B V mrCls z : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x mrCls z x mrCls z y mrCls z x mrCls z mrCls z x = mrCls z x B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x
34 21 33 syl5ibcom z Moore B mrCls z = F B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x
35 34 rexlimiv z Moore B mrCls z = F B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x
36 5 35 syl F mrCls Moore B B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x
37 simp1 B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x B V
38 simp2 B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x F : 𝒫 B 𝒫 B
39 ssid z z
40 3simpb x F x F y F x F F x = F x x F x F F x = F x
41 40 imim2i x B y x x F x F y F x F F x = F x x B y x x F x F F x = F x
42 41 2alimi x y x B y x x F x F y F x F F x = F x x y x B y x x F x F F x = F x
43 sseq1 x = z x B z B
44 43 adantr x = z y = z x B z B
45 sseq12 y = z x = z y x z z
46 45 ancoms x = z y = z y x z z
47 44 46 anbi12d x = z y = z x B y x z B z z
48 id x = z x = z
49 fveq2 x = z F x = F z
50 48 49 sseq12d x = z x F x z F z
51 50 adantr x = z y = z x F x z F z
52 2fveq3 x = z F F x = F F z
53 52 49 eqeq12d x = z F F x = F x F F z = F z
54 53 adantr x = z y = z F F x = F x F F z = F z
55 51 54 anbi12d x = z y = z x F x F F x = F x z F z F F z = F z
56 47 55 imbi12d x = z y = z x B y x x F x F F x = F x z B z z z F z F F z = F z
57 56 spc2gv z V z V x y x B y x x F x F F x = F x z B z z z F z F F z = F z
58 57 el2v x y x B y x x F x F F x = F x z B z z z F z F F z = F z
59 42 58 syl x y x B y x x F x F y F x F F x = F x z B z z z F z F F z = F z
60 59 3ad2ant3 B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x z B z z z F z F F z = F z
61 39 60 mpan2i B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x z B z F z F F z = F z
62 61 imp B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x z B z F z F F z = F z
63 62 simpld B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x z B z F z
64 simp2 x F x F y F x F F x = F x F y F x
65 64 imim2i x B y x x F x F y F x F F x = F x x B y x F y F x
66 65 2alimi x y x B y x x F x F y F x F F x = F x x y x B y x F y F x
67 66 3ad2ant3 B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x x y x B y x F y F x
68 43 adantr x = z y = w x B z B
69 sseq12 y = w x = z y x w z
70 69 ancoms x = z y = w y x w z
71 68 70 anbi12d x = z y = w x B y x z B w z
72 fveq2 y = w F y = F w
73 sseq12 F y = F w F x = F z F y F x F w F z
74 72 49 73 syl2anr x = z y = w F y F x F w F z
75 71 74 imbi12d x = z y = w x B y x F y F x z B w z F w F z
76 75 spc2gv z V w V x y x B y x F y F x z B w z F w F z
77 76 el2v x y x B y x F y F x z B w z F w F z
78 67 77 syl B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x z B w z F w F z
79 78 3impib B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x z B w z F w F z
80 62 simprd B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x z B F F z = F z
81 37 38 63 79 80 ismrcd2 B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x F = mrCls dom F I
82 37 38 63 79 80 ismrcd1 B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x dom F I Moore B
83 fvssunirn Moore B ran Moore
84 1 fndmi dom mrCls = ran Moore
85 83 84 sseqtrri Moore B dom mrCls
86 funfvima2 Fun mrCls Moore B dom mrCls dom F I Moore B mrCls dom F I mrCls Moore B
87 3 85 86 mp2an dom F I Moore B mrCls dom F I mrCls Moore B
88 82 87 syl B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x mrCls dom F I mrCls Moore B
89 81 88 eqeltrd B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x F mrCls Moore B
90 36 89 impbii F mrCls Moore B B V F : 𝒫 B 𝒫 B x y x B y x x F x F y F x F F x = F x