Metamath Proof Explorer


Theorem brub

Description: Binary relation form of the upper bound functor. (Contributed by Scott Fenton, 3-May-2018)

Ref Expression
Hypotheses brub.1 𝑆 ∈ V
brub.2 𝐴 ∈ V
Assertion brub ( 𝑆 UB 𝑅 𝐴 ↔ ∀ 𝑥𝑆 𝑥 𝑅 𝐴 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brub.1 𝑆 ∈ V
2 brub.2 𝐴 ∈ V
3 brxp ( 𝑆 ( V × V ) 𝐴 ↔ ( 𝑆 ∈ V ∧ 𝐴 ∈ V ) )
4 1 2 3 mpbir2an 𝑆 ( V × V ) 𝐴
5 brdif ( 𝑆 ( ( V × V ) ∖ ( ( V ∖ 𝑅 ) ∘ E ) ) 𝐴 ↔ ( 𝑆 ( V × V ) 𝐴 ∧ ¬ 𝑆 ( ( V ∖ 𝑅 ) ∘ E ) 𝐴 ) )
6 4 5 mpbiran ( 𝑆 ( ( V × V ) ∖ ( ( V ∖ 𝑅 ) ∘ E ) ) 𝐴 ↔ ¬ 𝑆 ( ( V ∖ 𝑅 ) ∘ E ) 𝐴 )
7 1 2 coepr ( 𝑆 ( ( V ∖ 𝑅 ) ∘ E ) 𝐴 ↔ ∃ 𝑥𝑆 𝑥 ( V ∖ 𝑅 ) 𝐴 )
8 6 7 xchbinx ( 𝑆 ( ( V × V ) ∖ ( ( V ∖ 𝑅 ) ∘ E ) ) 𝐴 ↔ ¬ ∃ 𝑥𝑆 𝑥 ( V ∖ 𝑅 ) 𝐴 )
9 df-ub UB 𝑅 = ( ( V × V ) ∖ ( ( V ∖ 𝑅 ) ∘ E ) )
10 9 breqi ( 𝑆 UB 𝑅 𝐴𝑆 ( ( V × V ) ∖ ( ( V ∖ 𝑅 ) ∘ E ) ) 𝐴 )
11 brv 𝑥 V 𝐴
12 brdif ( 𝑥 ( V ∖ 𝑅 ) 𝐴 ↔ ( 𝑥 V 𝐴 ∧ ¬ 𝑥 𝑅 𝐴 ) )
13 11 12 mpbiran ( 𝑥 ( V ∖ 𝑅 ) 𝐴 ↔ ¬ 𝑥 𝑅 𝐴 )
14 13 rexbii ( ∃ 𝑥𝑆 𝑥 ( V ∖ 𝑅 ) 𝐴 ↔ ∃ 𝑥𝑆 ¬ 𝑥 𝑅 𝐴 )
15 rexnal ( ∃ 𝑥𝑆 ¬ 𝑥 𝑅 𝐴 ↔ ¬ ∀ 𝑥𝑆 𝑥 𝑅 𝐴 )
16 14 15 bitri ( ∃ 𝑥𝑆 𝑥 ( V ∖ 𝑅 ) 𝐴 ↔ ¬ ∀ 𝑥𝑆 𝑥 𝑅 𝐴 )
17 16 con2bii ( ∀ 𝑥𝑆 𝑥 𝑅 𝐴 ↔ ¬ ∃ 𝑥𝑆 𝑥 ( V ∖ 𝑅 ) 𝐴 )
18 8 10 17 3bitr4i ( 𝑆 UB 𝑅 𝐴 ↔ ∀ 𝑥𝑆 𝑥 𝑅 𝐴 )