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Theorem isros

Description: The property of being a rings of sets, i.e. containing the empty set, and closed under finite union and set complement. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-Jul-2020)

Ref Expression
Hypothesis isros.1 ⊢ Q = s ∈ 𝒫 𝒫 O | ∅ ∈ s ∧ ∀ x ∈ s ∀ y ∈ s x ∪ y ∈ s ∧ x ∖ y ∈ s
Assertion isros ⊢ S ∈ Q ↔ S ∈ 𝒫 𝒫 O ∧ ∅ ∈ S ∧ ∀ u ∈ S ∀ v ∈ S u ∪ v ∈ S ∧ u ∖ v ∈ S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isros.1 ⊢ Q = s ∈ 𝒫 𝒫 O | ∅ ∈ s ∧ ∀ x ∈ s ∀ y ∈ s x ∪ y ∈ s ∧ x ∖ y ∈ s
2 eleq2 ⊢ s = S → ∅ ∈ s ↔ ∅ ∈ S
3 eleq2 ⊢ s = S → x ∪ y ∈ s ↔ x ∪ y ∈ S
4 eleq2 ⊢ s = S → x ∖ y ∈ s ↔ x ∖ y ∈ S
5 3 4 anbi12d ⊢ s = S → x ∪ y ∈ s ∧ x ∖ y ∈ s ↔ x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S
6 5 raleqbi1dv ⊢ s = S → ∀ y ∈ s x ∪ y ∈ s ∧ x ∖ y ∈ s ↔ ∀ y ∈ S x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S
7 6 raleqbi1dv ⊢ s = S → ∀ x ∈ s ∀ y ∈ s x ∪ y ∈ s ∧ x ∖ y ∈ s ↔ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S
8 2 7 anbi12d ⊢ s = S → ∅ ∈ s ∧ ∀ x ∈ s ∀ y ∈ s x ∪ y ∈ s ∧ x ∖ y ∈ s ↔ ∅ ∈ S ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S
9 8 1 elrab2 ⊢ S ∈ Q ↔ S ∈ 𝒫 𝒫 O ∧ ∅ ∈ S ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S
10 3anass ⊢ S ∈ 𝒫 𝒫 O ∧ ∅ ∈ S ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S ↔ S ∈ 𝒫 𝒫 O ∧ ∅ ∈ S ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S
11 uneq1 ⊢ x = u → x ∪ y = u ∪ y
12 11 eleq1d ⊢ x = u → x ∪ y ∈ S ↔ u ∪ y ∈ S
13 difeq1 ⊢ x = u → x ∖ y = u ∖ y
14 13 eleq1d ⊢ x = u → x ∖ y ∈ S ↔ u ∖ y ∈ S
15 12 14 anbi12d ⊢ x = u → x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S ↔ u ∪ y ∈ S ∧ u ∖ y ∈ S
16 uneq2 ⊢ y = v → u ∪ y = u ∪ v
17 16 eleq1d ⊢ y = v → u ∪ y ∈ S ↔ u ∪ v ∈ S
18 difeq2 ⊢ y = v → u ∖ y = u ∖ v
19 18 eleq1d ⊢ y = v → u ∖ y ∈ S ↔ u ∖ v ∈ S
20 17 19 anbi12d ⊢ y = v → u ∪ y ∈ S ∧ u ∖ y ∈ S ↔ u ∪ v ∈ S ∧ u ∖ v ∈ S
21 15 20 cbvral2vw ⊢ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S ↔ ∀ u ∈ S ∀ v ∈ S u ∪ v ∈ S ∧ u ∖ v ∈ S
22 21 3anbi3i ⊢ S ∈ 𝒫 𝒫 O ∧ ∅ ∈ S ∧ ∀ x ∈ S ∀ y ∈ S x ∪ y ∈ S ∧ x ∖ y ∈ S ↔ S ∈ 𝒫 𝒫 O ∧ ∅ ∈ S ∧ ∀ u ∈ S ∀ v ∈ S u ∪ v ∈ S ∧ u ∖ v ∈ S
23 9 10 22 3bitr2i ⊢ S ∈ Q ↔ S ∈ 𝒫 𝒫 O ∧ ∅ ∈ S ∧ ∀ u ∈ S ∀ v ∈ S u ∪ v ∈ S ∧ u ∖ v ∈ S