Metamath Proof Explorer


Theorem knatar

Description: The Knaster-Tarski theorem says that every monotone function over a complete lattice has a (least) fixpoint. Here we specialize this theorem to the case when the lattice is the powerset lattice ~P A . (Contributed by Mario Carneiro, 11-Jun-2015)

Ref Expression
Hypothesis knatar.1 X = z 𝒫 A | F z z
Assertion knatar A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x X A F X = X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 knatar.1 X = z 𝒫 A | F z z
2 pwidg A V A 𝒫 A
3 2 3ad2ant1 A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x A 𝒫 A
4 simp2 A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F A A
5 fveq2 z = A F z = F A
6 id z = A z = A
7 5 6 sseq12d z = A F z z F A A
8 7 intminss A 𝒫 A F A A z 𝒫 A | F z z A
9 3 4 8 syl2anc A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x z 𝒫 A | F z z A
10 1 9 eqsstrid A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x X A
11 fveq2 y = X F y = F X
12 11 sseq1d y = X F y F w F X F w
13 pweq x = w 𝒫 x = 𝒫 w
14 fveq2 x = w F x = F w
15 14 sseq2d x = w F y F x F y F w
16 13 15 raleqbidv x = w y 𝒫 x F y F x y 𝒫 w F y F w
17 simpl3 A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x
18 simprl A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w w 𝒫 A
19 16 17 18 rspcdva A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w y 𝒫 w F y F w
20 fveq2 z = w F z = F w
21 id z = w z = w
22 20 21 sseq12d z = w F z z F w w
23 22 intminss w 𝒫 A F w w z 𝒫 A | F z z w
24 23 adantl A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w z 𝒫 A | F z z w
25 1 24 eqsstrid A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w X w
26 vex w V
27 26 elpw2 X 𝒫 w X w
28 25 27 sylibr A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w X 𝒫 w
29 12 19 28 rspcdva A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w F X F w
30 simprr A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w F w w
31 29 30 sstrd A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w F X w
32 31 expr A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w F X w
33 32 ralrimiva A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A F w w F X w
34 ssintrab F X w 𝒫 A | F w w w 𝒫 A F w w F X w
35 33 34 sylibr A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F X w 𝒫 A | F w w
36 22 cbvrabv z 𝒫 A | F z z = w 𝒫 A | F w w
37 36 inteqi z 𝒫 A | F z z = w 𝒫 A | F w w
38 1 37 eqtri X = w 𝒫 A | F w w
39 35 38 sseqtrrdi A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F X X
40 11 sseq1d y = X F y F A F X F A
41 pweq x = A 𝒫 x = 𝒫 A
42 fveq2 x = A F x = F A
43 42 sseq2d x = A F y F x F y F A
44 41 43 raleqbidv x = A y 𝒫 x F y F x y 𝒫 A F y F A
45 simp3 A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x
46 44 45 3 rspcdva A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x y 𝒫 A F y F A
47 3 10 sselpwd A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x X 𝒫 A
48 40 46 47 rspcdva A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F X F A
49 48 4 sstrd A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F X A
50 fvex F X V
51 50 elpw F X 𝒫 A F X A
52 49 51 sylibr A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F X 𝒫 A
53 fveq2 y = F X F y = F F X
54 53 sseq1d y = F X F y F X F F X F X
55 pweq x = X 𝒫 x = 𝒫 X
56 fveq2 x = X F x = F X
57 56 sseq2d x = X F y F x F y F X
58 55 57 raleqbidv x = X y 𝒫 x F y F x y 𝒫 X F y F X
59 58 45 47 rspcdva A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x y 𝒫 X F y F X
60 50 elpw F X 𝒫 X F X X
61 39 60 sylibr A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F X 𝒫 X
62 54 59 61 rspcdva A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F F X F X
63 fveq2 w = F X F w = F F X
64 id w = F X w = F X
65 63 64 sseq12d w = F X F w w F F X F X
66 65 intminss F X 𝒫 A F F X F X w 𝒫 A | F w w F X
67 52 62 66 syl2anc A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x w 𝒫 A | F w w F X
68 38 67 eqsstrid A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x X F X
69 39 68 eqssd A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x F X = X
70 10 69 jca A V F A A x 𝒫 A y 𝒫 x F y F x X A F X = X