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Theorem ldgenpisys

Description: The lambda system E generated by a pi-system T is also a pi-system. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-Jun-2020)

Ref Expression
Hypotheses dynkin.p 𝑃 = { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( fi ‘ 𝑠 ) ⊆ 𝑠 }
dynkin.l 𝐿 = { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( ∅ ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥𝑠 ( 𝑂𝑥 ) ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑠 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦𝑥 𝑦 ) → 𝑥𝑠 ) ) }
dynkin.o ( 𝜑𝑂𝑉 )
ldgenpisys.e 𝐸 = { 𝑡𝐿𝑇𝑡 }
ldgenpisys.1 ( 𝜑𝑇𝑃 )
Assertion ldgenpisys ( 𝜑𝐸𝑃 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dynkin.p 𝑃 = { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( fi ‘ 𝑠 ) ⊆ 𝑠 }
2 dynkin.l 𝐿 = { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( ∅ ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥𝑠 ( 𝑂𝑥 ) ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑠 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦𝑥 𝑦 ) → 𝑥𝑠 ) ) }
3 dynkin.o ( 𝜑𝑂𝑉 )
4 ldgenpisys.e 𝐸 = { 𝑡𝐿𝑇𝑡 }
5 ldgenpisys.1 ( 𝜑𝑇𝑃 )
6 ssrab2 { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( ∅ ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥𝑠 ( 𝑂𝑥 ) ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑠 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦𝑥 𝑦 ) → 𝑥𝑠 ) ) } ⊆ 𝒫 𝒫 𝑂
7 ssrab2 { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( fi ‘ 𝑠 ) ⊆ 𝑠 } ⊆ 𝒫 𝒫 𝑂
8 5 1 eleqtrdi ( 𝜑𝑇 ∈ { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( fi ‘ 𝑠 ) ⊆ 𝑠 } )
9 7 8 sselid ( 𝜑𝑇 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 )
10 9 elpwid ( 𝜑𝑇 ⊆ 𝒫 𝑂 )
11 2 3 10 ldsysgenld ( 𝜑 { 𝑡𝐿𝑇𝑡 } ∈ 𝐿 )
12 4 11 eqeltrid ( 𝜑𝐸𝐿 )
13 12 2 eleqtrdi ( 𝜑𝐸 ∈ { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( ∅ ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥𝑠 ( 𝑂𝑥 ) ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑠 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦𝑥 𝑦 ) → 𝑥𝑠 ) ) } )
14 6 13 sselid ( 𝜑𝐸 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 )
15 simprr ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎𝐸𝑏𝐸 ) ) → 𝑏𝐸 )
16 simprl ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎𝐸𝑏𝐸 ) ) → 𝑎𝐸 )
17 3 adantr ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) → 𝑂𝑉 )
18 5 adantr ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) → 𝑇𝑃 )
19 simpr ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) → 𝑎𝐸 )
20 10 adantr ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) → 𝑇 ⊆ 𝒫 𝑂 )
21 20 sselda ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → 𝑏 ∈ 𝒫 𝑂 )
22 incom ( 𝑏𝑎 ) = ( 𝑎𝑏 )
23 3 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → 𝑂𝑉 )
24 5 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → 𝑇𝑃 )
25 simpr ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → 𝑏𝑇 )
26 1 2 23 4 24 25 ldgenpisyslem3 ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → 𝐸 ⊆ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑏𝑐 ) ∈ 𝐸 } )
27 simplr ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → 𝑎𝐸 )
28 26 27 sseldd ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → 𝑎 ∈ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑏𝑐 ) ∈ 𝐸 } )
29 ineq2 ( 𝑐 = 𝑎 → ( 𝑏𝑐 ) = ( 𝑏𝑎 ) )
30 29 eleq1d ( 𝑐 = 𝑎 → ( ( 𝑏𝑐 ) ∈ 𝐸 ↔ ( 𝑏𝑎 ) ∈ 𝐸 ) )
31 30 elrab ( 𝑎 ∈ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑏𝑐 ) ∈ 𝐸 } ↔ ( 𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ ( 𝑏𝑎 ) ∈ 𝐸 ) )
32 28 31 sylib ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → ( 𝑎 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ ( 𝑏𝑎 ) ∈ 𝐸 ) )
33 32 simprd ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → ( 𝑏𝑎 ) ∈ 𝐸 )
34 22 33 eqeltrrid ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 )
35 21 34 jca ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → ( 𝑏 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 ) )
36 ineq2 ( 𝑐 = 𝑏 → ( 𝑎𝑐 ) = ( 𝑎𝑏 ) )
37 36 eleq1d ( 𝑐 = 𝑏 → ( ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 ↔ ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 ) )
38 37 elrab ( 𝑏 ∈ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 } ↔ ( 𝑏 ∈ 𝒫 𝑂 ∧ ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 ) )
39 35 38 sylibr ( ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) ∧ 𝑏𝑇 ) → 𝑏 ∈ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 } )
40 39 ex ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) → ( 𝑏𝑇𝑏 ∈ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 } ) )
41 40 ssrdv ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) → 𝑇 ⊆ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 } )
42 1 2 17 4 18 19 41 ldgenpisyslem2 ( ( 𝜑𝑎𝐸 ) → 𝐸 ⊆ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 } )
43 16 42 syldan ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎𝐸𝑏𝐸 ) ) → 𝐸 ⊆ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 } )
44 ssrab ( 𝐸 ⊆ { 𝑐 ∈ 𝒫 𝑂 ∣ ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 } ↔ ( 𝐸 ⊆ 𝒫 𝑂 ∧ ∀ 𝑐𝐸 ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 ) )
45 43 44 sylib ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎𝐸𝑏𝐸 ) ) → ( 𝐸 ⊆ 𝒫 𝑂 ∧ ∀ 𝑐𝐸 ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 ) )
46 45 simprd ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎𝐸𝑏𝐸 ) ) → ∀ 𝑐𝐸 ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 )
47 37 rspcv ( 𝑏𝐸 → ( ∀ 𝑐𝐸 ( 𝑎𝑐 ) ∈ 𝐸 → ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 ) )
48 15 46 47 sylc ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑎𝐸𝑏𝐸 ) ) → ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 )
49 48 ralrimivva ( 𝜑 → ∀ 𝑎𝐸𝑏𝐸 ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 )
50 inficl ( 𝐸𝐿 → ( ∀ 𝑎𝐸𝑏𝐸 ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 ↔ ( fi ‘ 𝐸 ) = 𝐸 ) )
51 12 50 syl ( 𝜑 → ( ∀ 𝑎𝐸𝑏𝐸 ( 𝑎𝑏 ) ∈ 𝐸 ↔ ( fi ‘ 𝐸 ) = 𝐸 ) )
52 49 51 mpbid ( 𝜑 → ( fi ‘ 𝐸 ) = 𝐸 )
53 eqimss ( ( fi ‘ 𝐸 ) = 𝐸 → ( fi ‘ 𝐸 ) ⊆ 𝐸 )
54 52 53 syl ( 𝜑 → ( fi ‘ 𝐸 ) ⊆ 𝐸 )
55 14 54 jca ( 𝜑 → ( 𝐸 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∧ ( fi ‘ 𝐸 ) ⊆ 𝐸 ) )
56 1 ispisys ( 𝐸𝑃 ↔ ( 𝐸 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∧ ( fi ‘ 𝐸 ) ⊆ 𝐸 ) )
57 55 56 sylibr ( 𝜑𝐸𝑃 )