Metamath Proof Explorer


Theorem meetdm3

Description: The meet of any two elements always exists iff all unordered pairs have GLB (expanded version). (Contributed by Zhi Wang, 25-Sep-2024)

Ref Expression
Hypotheses joindm2.b ⊢ B = Base K
joindm2.k ⊢ φ → K ∈ V
meetdm2.g ⊢ G = glb ⁡ K
meetdm2.m ⊢ ∧ ˙ = meet ⁡ K
meetdm3.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
Assertion meetdm3 ⊢ φ → dom ⁡ ∧ ˙ = B × B ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃! z ∈ B z ≤ ˙ x ∧ z ≤ ˙ y ∧ ∀ w ∈ B w ≤ ˙ x ∧ w ≤ ˙ y → w ≤ ˙ z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 joindm2.b ⊢ B = Base K
2 joindm2.k ⊢ φ → K ∈ V
3 meetdm2.g ⊢ G = glb ⁡ K
4 meetdm2.m ⊢ ∧ ˙ = meet ⁡ K
5 meetdm3.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ K
6 1 2 3 4 meetdm2 ⊢ φ → dom ⁡ ∧ ˙ = B × B ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x y ∈ dom ⁡ G
7 simprl ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x ∈ B
8 simprr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → y ∈ B
9 7 8 prssd ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x y ⊆ B
10 biid ⊢ ∀ v ∈ x y z ≤ ˙ v ∧ ∀ w ∈ B ∀ v ∈ x y w ≤ ˙ v → w ≤ ˙ z ↔ ∀ v ∈ x y z ≤ ˙ v ∧ ∀ w ∈ B ∀ v ∈ x y w ≤ ˙ v → w ≤ ˙ z
11 1 5 3 10 2 glbeldm ⊢ φ → x y ∈ dom ⁡ G ↔ x y ⊆ B ∧ ∃! z ∈ B ∀ v ∈ x y z ≤ ˙ v ∧ ∀ w ∈ B ∀ v ∈ x y w ≤ ˙ v → w ≤ ˙ z
12 11 baibd ⊢ φ ∧ x y ⊆ B → x y ∈ dom ⁡ G ↔ ∃! z ∈ B ∀ v ∈ x y z ≤ ˙ v ∧ ∀ w ∈ B ∀ v ∈ x y w ≤ ˙ v → w ≤ ˙ z
13 9 12 syldan ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x y ∈ dom ⁡ G ↔ ∃! z ∈ B ∀ v ∈ x y z ≤ ˙ v ∧ ∀ w ∈ B ∀ v ∈ x y w ≤ ˙ v → w ≤ ˙ z
14 2 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → K ∈ V
15 1 5 4 14 7 8 meetval2lem ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ B → ∀ v ∈ x y z ≤ ˙ v ∧ ∀ w ∈ B ∀ v ∈ x y w ≤ ˙ v → w ≤ ˙ z ↔ z ≤ ˙ x ∧ z ≤ ˙ y ∧ ∀ w ∈ B w ≤ ˙ x ∧ w ≤ ˙ y → w ≤ ˙ z
16 15 reubidv ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ B → ∃! z ∈ B ∀ v ∈ x y z ≤ ˙ v ∧ ∀ w ∈ B ∀ v ∈ x y w ≤ ˙ v → w ≤ ˙ z ↔ ∃! z ∈ B z ≤ ˙ x ∧ z ≤ ˙ y ∧ ∀ w ∈ B w ≤ ˙ x ∧ w ≤ ˙ y → w ≤ ˙ z
17 16 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → ∃! z ∈ B ∀ v ∈ x y z ≤ ˙ v ∧ ∀ w ∈ B ∀ v ∈ x y w ≤ ˙ v → w ≤ ˙ z ↔ ∃! z ∈ B z ≤ ˙ x ∧ z ≤ ˙ y ∧ ∀ w ∈ B w ≤ ˙ x ∧ w ≤ ˙ y → w ≤ ˙ z
18 13 17 bitrd ⊢ φ ∧ x ∈ B ∧ y ∈ B → x y ∈ dom ⁡ G ↔ ∃! z ∈ B z ≤ ˙ x ∧ z ≤ ˙ y ∧ ∀ w ∈ B w ≤ ˙ x ∧ w ≤ ˙ y → w ≤ ˙ z
19 18 2ralbidva ⊢ φ → ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B x y ∈ dom ⁡ G ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃! z ∈ B z ≤ ˙ x ∧ z ≤ ˙ y ∧ ∀ w ∈ B w ≤ ˙ x ∧ w ≤ ˙ y → w ≤ ˙ z
20 6 19 bitrd ⊢ φ → dom ⁡ ∧ ˙ = B × B ↔ ∀ x ∈ B ∀ y ∈ B ∃! z ∈ B z ≤ ˙ x ∧ z ≤ ˙ y ∧ ∀ w ∈ B w ≤ ˙ x ∧ w ≤ ˙ y → w ≤ ˙ z