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Theorem sigapildsyslem

Description: Lemma for sigapildsys . (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Jun-2020)

Ref Expression
Hypotheses dynkin.p ⊢ 𝑃 = { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( fi ‘ 𝑠 ) ⊆ 𝑠 }
dynkin.l ⊢ 𝐿 = { 𝑠 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∣ ( ∅ ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑠 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑠 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦 ) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑠 ) ) }
sigapildsyslem.n ⊢ Ⅎ 𝑛 𝜑
sigapildsyslem.1 ⊢ ( 𝜑 → 𝑡 ∈ ( 𝑃 ∩ 𝐿 ) )
sigapildsyslem.2 ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑡 )
sigapildsyslem.3 ⊢ ( 𝜑 → 𝑁 ∈ Fin )
sigapildsyslem.4 ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → 𝐵 ∈ 𝑡 )
Assertion sigapildsyslem ( 𝜑 → ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) ∈ 𝑡 )

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 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑠 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑠 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑠 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦 ) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑠 ) ) }
3 sigapildsyslem.n ⊢ Ⅎ 𝑛 𝜑
4 sigapildsyslem.1 ⊢ ( 𝜑 → 𝑡 ∈ ( 𝑃 ∩ 𝐿 ) )
5 sigapildsyslem.2 ⊢ ( 𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑡 )
6 sigapildsyslem.3 ⊢ ( 𝜑 → 𝑁 ∈ Fin )
7 sigapildsyslem.4 ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → 𝐵 ∈ 𝑡 )
8 iuneq1 ⊢ ( 𝑁 = ∅ → ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 = ∪ 𝑛 ∈ ∅ 𝐵 )
9 0iun ⊢ ∪ 𝑛 ∈ ∅ 𝐵 = ∅
10 8 9 eqtrdi ⊢ ( 𝑁 = ∅ → ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 = ∅ )
11 10 difeq2d ⊢ ( 𝑁 = ∅ → ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) = ( 𝐴 ∖ ∅ ) )
12 dif0 ⊢ ( 𝐴 ∖ ∅ ) = 𝐴
13 11 12 eqtrdi ⊢ ( 𝑁 = ∅ → ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) = 𝐴 )
14 13 adantl ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 = ∅ ) → ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) = 𝐴 )
15 5 adantr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 = ∅ ) → 𝐴 ∈ 𝑡 )
16 14 15 eqeltrd ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 = ∅ ) → ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) ∈ 𝑡 )
17 iindif2 ⊢ ( 𝑁 ≠ ∅ → ∩ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) = ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) )
18 17 adantl ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ∩ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) = ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) )
19 4 adantr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝑡 ∈ ( 𝑃 ∩ 𝐿 ) )
20 19 elin1d ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝑡 ∈ 𝑃 )
21 1 ispisys ⊢ ( 𝑡 ∈ 𝑃 ↔ ( 𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∧ ( fi ‘ 𝑡 ) ⊆ 𝑡 ) )
22 20 21 sylib ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ( 𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∧ ( fi ‘ 𝑡 ) ⊆ 𝑡 ) )
23 22 simprd ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ( fi ‘ 𝑡 ) ⊆ 𝑡 )
24 nfv ⊢ Ⅎ 𝑛 𝑁 ≠ ∅
25 3 24 nfan ⊢ Ⅎ 𝑛 ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ )
26 22 simpld ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 )
27 26 elpwid ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝑡 ⊆ 𝒫 𝑂 )
28 5 adantr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝐴 ∈ 𝑡 )
29 27 28 sseldd ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝐴 ∈ 𝒫 𝑂 )
30 29 elpwid ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝐴 ⊆ 𝑂 )
31 30 adantr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → 𝐴 ⊆ 𝑂 )
32 difin2 ⊢ ( 𝐴 ⊆ 𝑂 → ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) = ( ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) )
33 31 32 syl ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) = ( ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) )
34 23 adantr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → ( fi ‘ 𝑡 ) ⊆ 𝑡 )
35 19 adantr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → 𝑡 ∈ ( 𝑃 ∩ 𝐿 ) )
36 19 elin2d ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝑡 ∈ 𝐿 )
37 2 isldsys ⊢ ( 𝑡 ∈ 𝐿 ↔ ( 𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∧ ( ∅ ∈ 𝑡 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑡 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑡 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑡 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦 ) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑡 ) ) ) )
38 36 37 sylib ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ( 𝑡 ∈ 𝒫 𝒫 𝑂 ∧ ( ∅ ∈ 𝑡 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑡 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑡 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑡 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦 ) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑡 ) ) ) )
39 38 simprd ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ( ∅ ∈ 𝑡 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝑡 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑡 ∧ ∀ 𝑥 ∈ 𝒫 𝑡 ( ( 𝑥 ≼ ω ∧ Disj 𝑦 ∈ 𝑥 𝑦 ) → ∪ 𝑥 ∈ 𝑡 ) ) )
40 39 simp2d ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ∀ 𝑥 ∈ 𝑡 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑡 )
41 40 adantr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → ∀ 𝑥 ∈ 𝑡 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑡 )
42 7 adantlr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → 𝐵 ∈ 𝑡 )
43 nfv ⊢ Ⅎ 𝑥 ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡
44 difeq2 ⊢ ( 𝑥 = 𝐵 → ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) = ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) )
45 44 eleq1d ⊢ ( 𝑥 = 𝐵 → ( ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑡 ↔ ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 ) )
46 43 45 rspc ⊢ ( 𝐵 ∈ 𝑡 → ( ∀ 𝑥 ∈ 𝑡 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑡 → ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 ) )
47 42 46 syl ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → ( ∀ 𝑥 ∈ 𝑡 ( 𝑂 ∖ 𝑥 ) ∈ 𝑡 → ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 ) )
48 41 47 mpd ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 )
49 28 adantr ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → 𝐴 ∈ 𝑡 )
50 inelfi ⊢ ( ( 𝑡 ∈ ( 𝑃 ∩ 𝐿 ) ∧ ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 ∧ 𝐴 ∈ 𝑡 ) → ( ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∈ ( fi ‘ 𝑡 ) )
51 35 48 49 50 syl3anc ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → ( ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∈ ( fi ‘ 𝑡 ) )
52 34 51 sseldd ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → ( ( 𝑂 ∖ 𝐵 ) ∩ 𝐴 ) ∈ 𝑡 )
53 33 52 eqeltrd ⊢ ( ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) ∧ 𝑛 ∈ 𝑁 ) → ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 )
54 53 ex ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ( 𝑛 ∈ 𝑁 → ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 ) )
55 25 54 ralrimi ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ∀ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 )
56 simpr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝑁 ≠ ∅ )
57 6 adantr ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → 𝑁 ∈ Fin )
58 vex ⊢ 𝑡 ∈ V
59 iinfi ⊢ ( ( 𝑡 ∈ V ∧ ( ∀ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ∧ 𝑁 ∈ Fin ) ) → ∩ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ ( fi ‘ 𝑡 ) )
60 58 59 mpan ⊢ ( ( ∀ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ∧ 𝑁 ∈ Fin ) → ∩ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ ( fi ‘ 𝑡 ) )
61 55 56 57 60 syl3anc ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ∩ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ ( fi ‘ 𝑡 ) )
62 23 61 sseldd ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ∩ 𝑛 ∈ 𝑁 ( 𝐴 ∖ 𝐵 ) ∈ 𝑡 )
63 18 62 eqeltrrd ⊢ ( ( 𝜑 ∧ 𝑁 ≠ ∅ ) → ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) ∈ 𝑡 )
64 16 63 pm2.61dane ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐴 ∖ ∪ 𝑛 ∈ 𝑁 𝐵 ) ∈ 𝑡 )