Metamath Proof Explorer


Theorem trust

Description: The trace of a uniform structure U on a subset A is a uniform structure on A . Definition 3 of BourbakiTop1 p. II.9. (Contributed by Thierry Arnoux, 2-Dec-2017)

Ref Expression
Assertion trust UUnifOnXAXU𝑡A×AUnifOnA

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 restsspw U𝑡A×A𝒫A×A
2 1 a1i UUnifOnXAXU𝑡A×A𝒫A×A
3 inxp X×XA×A=XA×XA
4 sseqin2 AXXA=A
5 4 biimpi AXXA=A
6 5 sqxpeqd AXXA×XA=A×A
7 3 6 eqtrid AXX×XA×A=A×A
8 7 adantl UUnifOnXAXX×XA×A=A×A
9 simpl UUnifOnXAXUUnifOnX
10 elfvex UUnifOnXXV
11 10 adantr UUnifOnXAXXV
12 simpr UUnifOnXAXAX
13 11 12 ssexd UUnifOnXAXAV
14 13 13 xpexd UUnifOnXAXA×AV
15 ustbasel UUnifOnXX×XU
16 15 adantr UUnifOnXAXX×XU
17 elrestr UUnifOnXA×AVX×XUX×XA×AU𝑡A×A
18 9 14 16 17 syl3anc UUnifOnXAXX×XA×AU𝑡A×A
19 8 18 eqeltrrd UUnifOnXAXA×AU𝑡A×A
20 9 ad5antr UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AUUnifOnX
21 14 ad5antr UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AA×AV
22 simplr UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AuU
23 simp-4r UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×Aw𝒫A×A
24 23 elpwid UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AwA×A
25 12 ad5antr UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AAX
26 xpss12 AXAXA×AX×X
27 25 25 26 syl2anc UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AA×AX×X
28 24 27 sstrd UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AwX×X
29 ustssxp UUnifOnXuUuX×X
30 20 22 29 syl2anc UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AuX×X
31 28 30 unssd UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AwuX×X
32 ssun2 uwu
33 ustssel UUnifOnXuUwuX×XuwuwuU
34 32 33 mpi UUnifOnXuUwuX×XwuU
35 20 22 31 34 syl3anc UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AwuU
36 df-ss wA×AwA×A=w
37 24 36 sylib UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AwA×A=w
38 37 uneq1d UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AwA×AuA×A=wuA×A
39 simpr UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×Av=uA×A
40 simpllr UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×Avw
41 39 40 eqsstrrd UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AuA×Aw
42 ssequn2 uA×AwwuA×A=w
43 41 42 sylib UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AwuA×A=w
44 38 43 eqtr2d UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×Aw=wA×AuA×A
45 indir wuA×A=wA×AuA×A
46 44 45 eqtr4di UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×Aw=wuA×A
47 ineq1 x=wuxA×A=wuA×A
48 47 rspceeqv wuUw=wuA×AxUw=xA×A
49 35 46 48 syl2anc UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AxUw=xA×A
50 elrest UUnifOnXA×AVwU𝑡A×AxUw=xA×A
51 50 biimpar UUnifOnXA×AVxUw=xA×AwU𝑡A×A
52 20 21 49 51 syl21anc UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×AwU𝑡A×A
53 elrest UUnifOnXA×AVvU𝑡A×AuUv=uA×A
54 53 biimpa UUnifOnXA×AVvU𝑡A×AuUv=uA×A
55 14 54 syldanl UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×A
56 55 ad2antrr UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwuUv=uA×A
57 52 56 r19.29a UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwwU𝑡A×A
58 57 ex UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwwU𝑡A×A
59 58 ralrimiva UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwwU𝑡A×A
60 9 ad5antr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×AUUnifOnX
61 14 ad5antr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×AA×AV
62 simpllr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×AuU
63 simplr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×AxU
64 ustincl UUnifOnXuUxUuxU
65 60 62 63 64 syl3anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×AuxU
66 simprl UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×Av=uA×A
67 simprr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×Aw=xA×A
68 66 67 ineq12d UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×Avw=uA×AxA×A
69 inindir uxA×A=uA×AxA×A
70 68 69 eqtr4di UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×Avw=uxA×A
71 ineq1 y=uxyA×A=uxA×A
72 71 rspceeqv uxUvw=uxA×AyUvw=yA×A
73 65 70 72 syl2anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×AyUvw=yA×A
74 elrest UUnifOnXA×AVvwU𝑡A×AyUvw=yA×A
75 74 biimpar UUnifOnXA×AVyUvw=yA×AvwU𝑡A×A
76 60 61 73 75 syl21anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×AvwU𝑡A×A
77 55 adantr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUv=uA×A
78 9 ad2antrr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AUUnifOnX
79 14 ad2antrr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AA×AV
80 simpr UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AwU𝑡A×A
81 50 biimpa UUnifOnXA×AVwU𝑡A×AxUw=xA×A
82 78 79 80 81 syl21anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AxUw=xA×A
83 reeanv uUxUv=uA×Aw=xA×AuUv=uA×AxUw=xA×A
84 77 82 83 sylanbrc UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AuUxUv=uA×Aw=xA×A
85 76 84 r19.29vva UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AvwU𝑡A×A
86 85 ralrimiva UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×AvwU𝑡A×A
87 simp-4l UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AUUnifOnX
88 simplr UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AuU
89 ustdiag UUnifOnXuUIXu
90 87 88 89 syl2anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AIXu
91 simp-4r UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AAX
92 inss1 IXA×AIX
93 resss IXI
94 92 93 sstri IXA×AI
95 iss IXA×AIIXA×A=IdomIXA×A
96 94 95 mpbi IXA×A=IdomIXA×A
97 simpr AXuAuA
98 ssel2 AXuAuX
99 equid u=u
100 resieq uXuXuIXuu=u
101 99 100 mpbiri uXuXuIXu
102 98 98 101 syl2anc AXuAuIXu
103 breq2 v=uuIXvuIXu
104 103 rspcev uAuIXuvAuIXv
105 97 102 104 syl2anc AXuAvAuIXv
106 105 ralrimiva AXuAvAuIXv
107 dminxp domIXA×A=AuAvAuIXv
108 106 107 sylibr AXdomIXA×A=A
109 108 reseq2d AXIdomIXA×A=IA
110 96 109 eqtr2id AXIA=IXA×A
111 110 adantl IXuAXIA=IXA×A
112 ssrin IXuIXA×AuA×A
113 112 adantr IXuAXIXA×AuA×A
114 111 113 eqsstrd IXuAXIAuA×A
115 90 91 114 syl2anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AIAuA×A
116 simpr UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×Av=uA×A
117 115 116 sseqtrrd UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AIAv
118 117 55 r19.29a UUnifOnXAXvU𝑡A×AIAv
119 14 ad3antrrr UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AA×AV
120 ustinvel UUnifOnXuUu-1U
121 87 88 120 syl2anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×Au-1U
122 116 cnveqd UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×Av-1=uA×A-1
123 cnvin uA×A-1=u-1A×A-1
124 cnvxp A×A-1=A×A
125 124 ineq2i u-1A×A-1=u-1A×A
126 123 125 eqtri uA×A-1=u-1A×A
127 122 126 eqtrdi UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×Av-1=u-1A×A
128 ineq1 x=u-1xA×A=u-1A×A
129 128 rspceeqv u-1Uv-1=u-1A×AxUv-1=xA×A
130 121 127 129 syl2anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AxUv-1=xA×A
131 elrest UUnifOnXA×AVv-1U𝑡A×AxUv-1=xA×A
132 131 biimpar UUnifOnXA×AVxUv-1=xA×Av-1U𝑡A×A
133 87 119 130 132 syl21anc UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×Av-1U𝑡A×A
134 133 55 r19.29a UUnifOnXAXvU𝑡A×Av-1U𝑡A×A
135 simp-4l UUnifOnXAXuUxUxxuUUnifOnX
136 14 ad3antrrr UUnifOnXAXuUxUxxuA×AV
137 simplr UUnifOnXAXuUxUxxuxU
138 elrestr UUnifOnXA×AVxUxA×AU𝑡A×A
139 135 136 137 138 syl3anc UUnifOnXAXuUxUxxuxA×AU𝑡A×A
140 inss1 xA×Ax
141 coss1 xA×AxxA×AxA×AxxA×A
142 coss2 xA×AxxxA×Axx
143 141 142 sstrd xA×AxxA×AxA×Axx
144 140 143 ax-mp xA×AxA×Axx
145 sstr xA×AxA×AxxxxuxA×AxA×Au
146 144 145 mpan xxuxA×AxA×Au
147 146 adantl UUnifOnXAXuUxUxxuxA×AxA×Au
148 inss2 xA×AA×A
149 coss1 xA×AA×AxA×AxA×AA×AxA×A
150 coss2 xA×AA×AA×AxA×AA×AA×A
151 149 150 sstrd xA×AA×AxA×AxA×AA×AA×A
152 148 151 ax-mp xA×AxA×AA×AA×A
153 xpidtr A×AA×AA×A
154 152 153 sstri xA×AxA×AA×A
155 154 a1i UUnifOnXAXuUxUxxuxA×AxA×AA×A
156 147 155 ssind UUnifOnXAXuUxUxxuxA×AxA×AuA×A
157 id w=xA×Aw=xA×A
158 157 157 coeq12d w=xA×Aww=xA×AxA×A
159 158 sseq1d w=xA×AwwuA×AxA×AxA×AuA×A
160 159 rspcev xA×AU𝑡A×AxA×AxA×AuA×AwU𝑡A×AwwuA×A
161 139 156 160 syl2anc UUnifOnXAXuUxUxxuwU𝑡A×AwwuA×A
162 ustexhalf UUnifOnXuUxUxxu
163 162 adantlr UUnifOnXAXuUxUxxu
164 161 163 r19.29a UUnifOnXAXuUwU𝑡A×AwwuA×A
165 164 ad4ant13 UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AwU𝑡A×AwwuA×A
166 116 sseq2d UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AwwvwwuA×A
167 166 rexbidv UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AwU𝑡A×AwwvwU𝑡A×AwwuA×A
168 165 167 mpbird UUnifOnXAXvU𝑡A×AuUv=uA×AwU𝑡A×Awwv
169 168 55 r19.29a UUnifOnXAXvU𝑡A×AwU𝑡A×Awwv
170 118 134 169 3jca UUnifOnXAXvU𝑡A×AIAvv-1U𝑡A×AwU𝑡A×Awwv
171 59 86 170 3jca UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwwU𝑡A×AwU𝑡A×AvwU𝑡A×AIAvv-1U𝑡A×AwU𝑡A×Awwv
172 171 ralrimiva UUnifOnXAXvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwwU𝑡A×AwU𝑡A×AvwU𝑡A×AIAvv-1U𝑡A×AwU𝑡A×Awwv
173 2 19 172 3jca UUnifOnXAXU𝑡A×A𝒫A×AA×AU𝑡A×AvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwwU𝑡A×AwU𝑡A×AvwU𝑡A×AIAvv-1U𝑡A×AwU𝑡A×Awwv
174 isust AVU𝑡A×AUnifOnAU𝑡A×A𝒫A×AA×AU𝑡A×AvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwwU𝑡A×AwU𝑡A×AvwU𝑡A×AIAvv-1U𝑡A×AwU𝑡A×Awwv
175 13 174 syl UUnifOnXAXU𝑡A×AUnifOnAU𝑡A×A𝒫A×AA×AU𝑡A×AvU𝑡A×Aw𝒫A×AvwwU𝑡A×AwU𝑡A×AvwU𝑡A×AIAvv-1U𝑡A×AwU𝑡A×Awwv
176 173 175 mpbird UUnifOnXAXU𝑡A×AUnifOnA