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Theorem cotrtrclfv

Description: The transitive closure of a transitive relation. (Contributed by RP, 28-Apr-2020)

Ref Expression
Assertion cotrtrclfv ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → ( t+ ‘ 𝑅 ) = 𝑅 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 trclfv ⊢ ( 𝑅 ∈ 𝑉 → ( t+ ‘ 𝑅 ) = ∩ { 𝑟 ∣ ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) } )
2 1 adantr ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → ( t+ ‘ 𝑅 ) = ∩ { 𝑟 ∣ ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) } )
3 simpr ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 )
4 ssid ⊢ 𝑅 ⊆ 𝑅
5 3 4 jctil ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → ( 𝑅 ⊆ 𝑅 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) )
6 trcleq2lem ⊢ ( 𝑟 = 𝑅 → ( ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) ↔ ( 𝑅 ⊆ 𝑅 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) ) )
7 6 elabg ⊢ ( 𝑅 ∈ 𝑉 → ( 𝑅 ∈ { 𝑟 ∣ ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) } ↔ ( 𝑅 ⊆ 𝑅 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) ) )
8 7 adantr ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → ( 𝑅 ∈ { 𝑟 ∣ ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) } ↔ ( 𝑅 ⊆ 𝑅 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) ) )
9 5 8 mpbird ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → 𝑅 ∈ { 𝑟 ∣ ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) } )
10 intss1 ⊢ ( 𝑅 ∈ { 𝑟 ∣ ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) } → ∩ { 𝑟 ∣ ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) } ⊆ 𝑅 )
11 9 10 syl ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → ∩ { 𝑟 ∣ ( 𝑅 ⊆ 𝑟 ∧ ( 𝑟 ∘ 𝑟 ) ⊆ 𝑟 ) } ⊆ 𝑅 )
12 2 11 eqsstrd ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → ( t+ ‘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 )
13 trclfvlb ⊢ ( 𝑅 ∈ 𝑉 → 𝑅 ⊆ ( t+ ‘ 𝑅 ) )
14 13 adantr ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → 𝑅 ⊆ ( t+ ‘ 𝑅 ) )
15 12 14 eqssd ⊢ ( ( 𝑅 ∈ 𝑉 ∧ ( 𝑅 ∘ 𝑅 ) ⊆ 𝑅 ) → ( t+ ‘ 𝑅 ) = 𝑅 )