Skip to content

MGS.Size

This is ported from the Midlands Graduate School 2019 lecture notes

 https://www.cs.bham.ac.uk/~mhe/HoTT-UF.in-Agda-Lecture-Notes/HoTT-UF-Agda.html
 https://github.com/martinescardo/HoTT-UF.Agda-Lecture-Notes


{-# OPTIONS --safe --without-K #-}

module MGS.Size where

open import MGS.Powerset                public
open import MGS.Universe-Lifting        public
open import MGS.Subsingleton-Truncation public

_has-size_ : ๐“ค ฬ‡ โ†’ (๐“ฅ : Universe) โ†’ ๐“ฅ โบ โŠ” ๐“ค ฬ‡
X has-size ๐“ฅ = ฮฃ Y ๊ž‰ ๐“ฅ ฬ‡ , X โ‰ƒ Y

propositional-resizing : (๐“ค ๐“ฅ : Universe) โ†’ (๐“ค โŠ” ๐“ฅ)โบ ฬ‡
propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ = (P : ๐“ค ฬ‡ ) โ†’ is-subsingleton P โ†’ P has-size ๐“ฅ

resize-up : (X : ๐“ค ฬ‡ ) โ†’ X has-size (๐“ค โŠ” ๐“ฅ)
resize-up {๐“ค} {๐“ฅ} X = (Lift ๐“ฅ X , โ‰ƒ-Lift X)

resize-up-subsingleton : propositional-resizing ๐“ค (๐“ค โŠ” ๐“ฅ)
resize-up-subsingleton {๐“ค} {๐“ฅ} P i = resize-up {๐“ค} {๐“ฅ} P

resize : propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ
       โ†’ (P : ๐“ค ฬ‡ ) (i : is-subsingleton P) โ†’ ๐“ฅ ฬ‡

resize ฯ P i = prโ‚ (ฯ P i)

resize-is-subsingleton : (ฯ : propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ)
                         (P : ๐“ค ฬ‡ ) (i : is-subsingleton P)
                       โ†’ is-subsingleton (resize ฯ P i)

resize-is-subsingleton ฯ P i = equiv-to-subsingleton (โ‰ƒ-sym (prโ‚‚ (ฯ P i))) i

to-resize : (ฯ : propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ)
            (P : ๐“ค ฬ‡ ) (i : is-subsingleton P)
          โ†’ P โ†’ resize ฯ P i

to-resize ฯ P i = โŒœ prโ‚‚ (ฯ P i) โŒ

from-resize : (ฯ : propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ)
              (P : ๐“ค ฬ‡ ) (i : is-subsingleton P)
            โ†’ resize ฯ P i โ†’ P

from-resize ฯ P i = โŒœ โ‰ƒ-sym (prโ‚‚ (ฯ P i)) โŒ

Propositional-resizing : ๐“คฯ‰
Propositional-resizing = {๐“ค ๐“ฅ : Universe} โ†’ propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ

EM-gives-PR : EM ๐“ค โ†’ propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ
EM-gives-PR {๐“ค} {๐“ฅ} em P i = Q (em P i) , e
 where
   Q : P + ยฌ P โ†’ ๐“ฅ ฬ‡
   Q (inl p) = Lift ๐“ฅ ๐Ÿ™
   Q (inr n) = Lift ๐“ฅ ๐Ÿ˜

   j : (d : P + ยฌ P) โ†’ is-subsingleton (Q d)
   j (inl p) = equiv-to-subsingleton (Lift-โ‰ƒ ๐Ÿ™) ๐Ÿ™-is-subsingleton
   j (inr n) = equiv-to-subsingleton (Lift-โ‰ƒ ๐Ÿ˜) ๐Ÿ˜-is-subsingleton

   f : (d : P + ยฌ P) โ†’ P โ†’ Q d
   f (inl p) p' = lift โ‹†
   f (inr n) p  = !๐Ÿ˜ (Lift ๐“ฅ ๐Ÿ˜) (n p)

   g : (d : P + ยฌ P) โ†’ Q d โ†’ P
   g (inl p) q = p
   g (inr n) q = !๐Ÿ˜ P (lower q)

   e : P โ‰ƒ Q (em P i)
   e = logically-equivalent-subsingletons-are-equivalent
        P (Q (em P i)) i (j (em P i)) (f (em P i) , g (em P i))

has-size-is-subsingleton : Univalence
                         โ†’ (X : ๐“ค ฬ‡ ) (๐“ฅ :  Universe)
                         โ†’ is-subsingleton (X has-size ๐“ฅ)

has-size-is-subsingleton {๐“ค} ua X ๐“ฅ = univalenceโ†’' (ua ๐“ฅ) (ua (๐“ค โŠ” ๐“ฅ)) X

PR-is-subsingleton : Univalence โ†’ is-subsingleton (propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ)
PR-is-subsingleton {๐“ค} {๐“ฅ} ua =
 ฮ -is-subsingleton (univalence-gives-global-dfunext ua)
  (ฮป P โ†’ ฮ -is-subsingleton (univalence-gives-global-dfunext ua)
  (ฮป i โ†’ has-size-is-subsingleton ua P ๐“ฅ))

Impredicativity : (๐“ค ๐“ฅ : Universe) โ†’ (๐“ค โŠ” ๐“ฅ )โบ ฬ‡
Impredicativity ๐“ค ๐“ฅ = (ฮฉ ๐“ค) has-size ๐“ฅ

is-impredicative : (๐“ค : Universe) โ†’ ๐“ค โบ ฬ‡
is-impredicative ๐“ค = Impredicativity ๐“ค ๐“ค

PR-gives-Impredicativityโบ : global-propext
                          โ†’ global-dfunext
                          โ†’ propositional-resizing ๐“ฅ ๐“ค
                          โ†’ propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ
                          โ†’ Impredicativity ๐“ค (๐“ฅ โบ)

PR-gives-Impredicativityโบ {๐“ฅ} {๐“ค} pe fe ฯ ฯƒ = ฮณ
 where
  ฯ† : ฮฉ ๐“ฅ โ†’ ฮฉ ๐“ค
  ฯ† (Q , j) = resize ฯ Q j , resize-is-subsingleton ฯ Q j

  ฯˆ : ฮฉ ๐“ค โ†’ ฮฉ ๐“ฅ
  ฯˆ (P , i) = resize ฯƒ P i , resize-is-subsingleton ฯƒ P i

  ฮท : (p : ฮฉ ๐“ค) โ†’ ฯ† (ฯˆ p) ๏ผ p
  ฮท (P , i) = ฮฉ-ext fe pe a b
   where
    Q : ๐“ฅ ฬ‡
    Q = resize ฯƒ P i

    j : is-subsingleton Q
    j = resize-is-subsingleton ฯƒ P i

    a : resize ฯ Q j โ†’ P
    a = from-resize ฯƒ P i โˆ˜ from-resize ฯ Q j

    b : P โ†’ resize ฯ Q j
    b = to-resize ฯ Q j โˆ˜ to-resize ฯƒ P i

  ฮต : (q : ฮฉ ๐“ฅ) โ†’ ฯˆ (ฯ† q) ๏ผ q
  ฮต (Q , j) = ฮฉ-ext fe pe a b
   where
    P : ๐“ค ฬ‡
    P = resize ฯ Q j

    i : is-subsingleton P
    i = resize-is-subsingleton ฯ Q j

    a : resize ฯƒ P i โ†’ Q
    a = from-resize ฯ Q j โˆ˜ from-resize ฯƒ P i

    b : Q โ†’ resize ฯƒ P i
    b = to-resize ฯƒ P i โˆ˜ to-resize ฯ Q j

  ฮณ : (ฮฉ ๐“ค) has-size (๐“ฅ โบ)
  ฮณ = ฮฉ ๐“ฅ , invertibility-gives-โ‰ƒ ฯˆ (ฯ† , ฮท , ฮต)

PR-gives-impredicativityโบ : global-propext
                          โ†’ global-dfunext
                          โ†’ propositional-resizing (๐“ค โบ) ๐“ค
                          โ†’ is-impredicative (๐“ค โบ)

PR-gives-impredicativityโบ pe fe = PR-gives-Impredicativityโบ
                                   pe fe (ฮป P i โ†’ resize-up P)

PR-gives-impredicativityโ‚ : global-propext
                          โ†’ global-dfunext
                          โ†’ propositional-resizing ๐“ค ๐“คโ‚€
                          โ†’ Impredicativity ๐“ค ๐“คโ‚

PR-gives-impredicativityโ‚ pe fe = PR-gives-Impredicativityโบ
                                   pe fe (ฮป P i โ†’ resize-up P)

Impredicativity-gives-PR : propext ๐“ค
                         โ†’ dfunext ๐“ค ๐“ค
                         โ†’ Impredicativity ๐“ค ๐“ฅ
                         โ†’ propositional-resizing ๐“ค ๐“ฅ

Impredicativity-gives-PR {๐“ค} {๐“ฅ} pe fe (O , e) P i = Q , ฮต
 where
  ๐Ÿ™'' : ๐“ค ฬ‡
  ๐Ÿ™'' = Lift ๐“ค ๐Ÿ™

  k : is-subsingleton ๐Ÿ™''
  k (lift โ‹†) (lift โ‹†) = refl (lift โ‹†)

  down : ฮฉ ๐“ค โ†’ O
  down = โŒœ e โŒ

  O-is-set : is-set O
  O-is-set = equiv-to-set (โ‰ƒ-sym e) (ฮฉ-is-set fe pe)

  Q : ๐“ฅ ฬ‡
  Q = down (๐Ÿ™'' , k) ๏ผ down (P , i)

  j : is-subsingleton Q
  j = O-is-set (down (Lift ๐“ค ๐Ÿ™ , k)) (down (P , i))

  ฯ† : Q โ†’ P
  ฯ† q = Idโ†’fun
         (ap _holds (equivs-are-lc down (โŒœโŒ-is-equiv e) q))
         (lift โ‹†)

  ฮณ : P โ†’ Q
  ฮณ p = ap down (to-subtype-๏ผ
                    (ฮป _ โ†’ being-subsingleton-is-subsingleton fe)
                    (pe k i (ฮป _ โ†’ p) (ฮป _ โ†’ lift โ‹†)))

  ฮต : P โ‰ƒ Q
  ฮต = logically-equivalent-subsingletons-are-equivalent P Q i j (ฮณ , ฯ†)

PR-gives-existence-of-truncations : global-dfunext
                                  โ†’ Propositional-resizing
                                  โ†’ subsingleton-truncations-exist

PR-gives-existence-of-truncations fe R =
 record
 {
   โˆฅ_โˆฅ =

    ฮป {๐“ค} X โ†’ resize R
               (is-inhabited X)
               (inhabitation-is-subsingleton fe X) ;

   โˆฅโˆฅ-is-subsingleton =

    ฮป {๐“ค} {X} โ†’ resize-is-subsingleton R
                 (is-inhabited X)
                 (inhabitation-is-subsingleton fe X) ;

   โˆฃ_โˆฃ =

    ฮป {๐“ค} {X} x โ†’ to-resize R
                   (is-inhabited X)
                   (inhabitation-is-subsingleton fe X)
                   (inhabited-intro x) ;

   โˆฅโˆฅ-recursion =

    ฮป {๐“ค} {๐“ฅ} {X} {P} i u s โ†’ from-resize R P i
                                (inhabited-recursion
                                  (resize-is-subsingleton R P i)
                                  (to-resize R P i โˆ˜ u)
                                  (from-resize R
                                    (is-inhabited X)
                                    (inhabitation-is-subsingleton fe X) s))
 }

module powerset-union-existence
        (pt  : subsingleton-truncations-exist)
        (hfe : global-hfunext)
       where

 open basic-truncation-development pt hfe

 family-union : {X : ๐“ค โŠ” ๐“ฅ ฬ‡ } {I : ๐“ฅ ฬ‡ } โ†’ (I โ†’ ๐“Ÿ X) โ†’ ๐“Ÿ X
 family-union {๐“ค} {๐“ฅ} {X} {I} A = ฮป x โ†’ (โˆƒ i ๊ž‰ I , x โˆˆ A i) , โˆƒ-is-subsingleton

 ๐“Ÿ๐“Ÿ : ๐“ค ฬ‡ โ†’ ๐“ค โบโบ ฬ‡
 ๐“Ÿ๐“Ÿ X = ๐“Ÿ (๐“Ÿ X)

 existence-of-unions : (๐“ค : Universe) โ†’ ๐“ค โบโบ ฬ‡
 existence-of-unions ๐“ค =
  (X : ๐“ค ฬ‡ ) (๐“ : ๐“Ÿ๐“Ÿ X) โ†’ ฮฃ B ๊ž‰ ๐“Ÿ X , ((x : X) โ†’ (x โˆˆ B) โ†” (โˆƒ A ๊ž‰ ๐“Ÿ X , (A โˆˆ ๐“) ร— (x โˆˆ A)))

 existence-of-unionsโ‚ : (๐“ค :  Universe) โ†’ _ ฬ‡
 existence-of-unionsโ‚ ๐“ค =
  (X : ๐“ค ฬ‡ )
  (๐“ : (X โ†’ ฮฉ _) โ†’ ฮฉ _)
     โ†’ ฮฃ B ๊ž‰ (X โ†’ ฮฉ _) , ((x : X) โ†’ (x โˆˆ B) โ†” (โˆƒ A ๊ž‰ (X โ†’ ฮฉ _) , (A โˆˆ ๐“) ร— (x โˆˆ A)))

 existence-of-unionsโ‚‚ : (๐“ค :  Universe) โ†’ ๐“ค โบโบ ฬ‡
 existence-of-unionsโ‚‚ ๐“ค =
  (X : ๐“ค ฬ‡ )
  (๐“ : (X โ†’ ฮฉ ๐“ค) โ†’ ฮฉ (๐“ค โบ))
     โ†’ ฮฃ B ๊ž‰ (X โ†’ ฮฉ ๐“ค) , ((x : X) โ†’ (x โˆˆ B) โ†” (โˆƒ A ๊ž‰ (X โ†’ ฮฉ ๐“ค) , (A โˆˆ ๐“) ร— (x โˆˆ A)))

 existence-of-unions-agreement : existence-of-unions ๐“ค ๏ผ existence-of-unionsโ‚‚ ๐“ค
 existence-of-unions-agreement = refl _

 existence-of-unions-gives-PR : existence-of-unions ๐“ค
                              โ†’ propositional-resizing (๐“ค โบ) ๐“ค

 existence-of-unions-gives-PR {๐“ค} ฮฑ = ฮณ
  where
   ฮณ : (P : ๐“ค โบ ฬ‡ ) โ†’ (i : is-subsingleton P) โ†’ P has-size ๐“ค
   ฮณ P i = Q , e
    where
    ๐Ÿ™แตค : ๐“ค ฬ‡
    ๐Ÿ™แตค = Lift ๐“ค ๐Ÿ™

    โ‹†แตค : ๐Ÿ™แตค
    โ‹†แตค = lift โ‹†

    ๐Ÿ™แตค-is-subsingleton : is-subsingleton ๐Ÿ™แตค
    ๐Ÿ™แตค-is-subsingleton = equiv-to-subsingleton (Lift-โ‰ƒ ๐Ÿ™) ๐Ÿ™-is-subsingleton

    ๐“ : ๐“Ÿ๐“Ÿ ๐Ÿ™แตค
    ๐“ = ฮป (A : ๐“Ÿ ๐Ÿ™แตค) โ†’ P , i

    B : ๐“Ÿ ๐Ÿ™แตค
    B = prโ‚ (ฮฑ ๐Ÿ™แตค ๐“)

    ฯ† : (x : ๐Ÿ™แตค) โ†’ (x โˆˆ B) โ†” (โˆƒ A ๊ž‰ ๐“Ÿ ๐Ÿ™แตค , (A โˆˆ ๐“) ร— (x โˆˆ A))
    ฯ† = prโ‚‚ (ฮฑ ๐Ÿ™แตค ๐“)

    Q : ๐“ค ฬ‡
    Q = โ‹†แตค โˆˆ B

    j : is-subsingleton Q
    j = โˆˆ-is-subsingleton B โ‹†แตค

    f : P โ†’ Q
    f p = b
     where
      a : ฮฃ A ๊ž‰ ๐“Ÿ ๐Ÿ™แตค , (A โˆˆ ๐“) ร— (โ‹†แตค โˆˆ A)
      a = (ฮป (x : ๐Ÿ™แตค) โ†’ ๐Ÿ™แตค , ๐Ÿ™แตค-is-subsingleton) , p , โ‹†แตค

      b : โ‹†แตค โˆˆ B
      b = rl-implication (ฯ† โ‹†แตค) โˆฃ a โˆฃ

    g : Q โ†’ P
    g q = โˆฅโˆฅ-recursion i b a
     where
      a : โˆƒ A ๊ž‰ ๐“Ÿ ๐Ÿ™แตค , (A โˆˆ ๐“) ร— (โ‹†แตค โˆˆ A)
      a = lr-implication (ฯ† โ‹†แตค) q

      b : (ฮฃ A ๊ž‰ ๐“Ÿ ๐Ÿ™แตค , (A โˆˆ ๐“) ร— (โ‹†แตค โˆˆ A)) โ†’ P
      b (A , m , _) = m

    e : P โ‰ƒ Q
    e = logically-equivalent-subsingletons-are-equivalent P Q i j (f , g)

 PR-gives-existence-of-unions : propositional-resizing (๐“ค โบ) ๐“ค
                              โ†’ existence-of-unions ๐“ค

 PR-gives-existence-of-unions {๐“ค} ฯ X ๐“ = B , (ฮป x โ†’ lr x , rl x)
  where
   ฮฒ : X โ†’ ๐“ค โบ ฬ‡
   ฮฒ x = โˆƒ A ๊ž‰ ๐“Ÿ X , (A โˆˆ ๐“) ร— (x โˆˆ A)

   i : (x : X) โ†’ is-subsingleton (ฮฒ x)
   i x = โˆƒ-is-subsingleton

   B : ๐“Ÿ X
   B x = (resize ฯ (ฮฒ x) (i x) , resize-is-subsingleton ฯ (ฮฒ x) (i x))

   lr : (x : X) โ†’ x โˆˆ B โ†’ โˆƒ A ๊ž‰ ๐“Ÿ X , (A โˆˆ ๐“) ร— (x โˆˆ A)
   lr x = from-resize ฯ (ฮฒ x) (i x)

   rl : (x : X) โ†’ (โˆƒ A ๊ž‰ ๐“Ÿ X , (A โˆˆ ๐“) ร— (x โˆˆ A)) โ†’ x โˆˆ B
   rl x = to-resize ฯ (ฮฒ x) (i x)

module basic-powerset-development
        (hfe : global-hfunext)
        (ฯ   : Propositional-resizing)
       where

  pt : subsingleton-truncations-exist
  pt = PR-gives-existence-of-truncations (hfunext-gives-dfunext hfe) ฯ

  open basic-truncation-development pt hfe
  open powerset-union-existence pt hfe

  โ‹ƒ : {X : ๐“ค ฬ‡ } โ†’ ๐“Ÿ๐“Ÿ X โ†’ ๐“Ÿ X
  โ‹ƒ ๐“ = prโ‚ (PR-gives-existence-of-unions ฯ _ ๐“)

  โ‹ƒ-property : {X : ๐“ค ฬ‡ } (๐“ : ๐“Ÿ๐“Ÿ X)
             โ†’ (x : X) โ†’ (x โˆˆ โ‹ƒ ๐“) โ†” (โˆƒ A ๊ž‰ ๐“Ÿ X , (A โˆˆ ๐“) ร— (x โˆˆ A))

  โ‹ƒ-property ๐“ = prโ‚‚ (PR-gives-existence-of-unions ฯ _ ๐“)

  intersections-exist :
    (X : ๐“ค ฬ‡ )
    (๐“ : ๐“Ÿ๐“Ÿ X)
       โ†’ ฮฃ B ๊ž‰ ๐“Ÿ X , ((x : X) โ†’ (x โˆˆ B) โ†” ((A : ๐“Ÿ X) โ†’ A โˆˆ ๐“ โ†’ x โˆˆ A))

  intersections-exist {๐“ค} X ๐“ = B , (ฮป x โ†’ lr x , rl x)
   where
    ฮฒ : X โ†’ ๐“ค โบ ฬ‡
    ฮฒ x = (A : ๐“Ÿ X) โ†’ A โˆˆ ๐“ โ†’ x โˆˆ A

    i : (x : X) โ†’ is-subsingleton (ฮฒ x)
    i x = ฮ -is-subsingleton hunapply
           (ฮป A โ†’ ฮ -is-subsingleton hunapply
           (ฮป _ โ†’ โˆˆ-is-subsingleton A x))

    B : ๐“Ÿ X
    B x = (resize ฯ (ฮฒ x) (i x) , resize-is-subsingleton ฯ (ฮฒ x) (i x))

    lr : (x : X) โ†’ x โˆˆ B โ†’ (A : ๐“Ÿ X) โ†’ A โˆˆ ๐“ โ†’ x โˆˆ A
    lr x = from-resize ฯ (ฮฒ x) (i x)

    rl : (x : X) โ†’ ((A : ๐“Ÿ X) โ†’ A โˆˆ ๐“ โ†’ x โˆˆ A) โ†’ x โˆˆ B
    rl x = to-resize ฯ (ฮฒ x) (i x)

  โ‹‚ : {X : ๐“ค ฬ‡ } โ†’ ๐“Ÿ๐“Ÿ X โ†’ ๐“Ÿ X
  โ‹‚ {๐“ค} {X} ๐“ = prโ‚ (intersections-exist X ๐“)

  โ‹‚-property : {X : ๐“ค ฬ‡ } (๐“ : ๐“Ÿ๐“Ÿ X)
             โ†’ (x : X) โ†’ (x โˆˆ โ‹‚ ๐“) โ†” ((A : ๐“Ÿ X) โ†’ A โˆˆ ๐“ โ†’ x โˆˆ A)

  โ‹‚-property {๐“ค} {X} ๐“ = prโ‚‚ (intersections-exist X ๐“)

  โˆ… full : {X : ๐“ค ฬ‡ } โ†’ ๐“Ÿ X

  โˆ…    = ฮป x โ†’ (Lift _ ๐Ÿ˜ , equiv-to-subsingleton (Lift-โ‰ƒ ๐Ÿ˜) ๐Ÿ˜-is-subsingleton)

  full = ฮป x โ†’ (Lift _ ๐Ÿ™ , equiv-to-subsingleton (Lift-โ‰ƒ ๐Ÿ™) ๐Ÿ™-is-subsingleton)

  โˆ…-property : (X : ๐“ค ฬ‡ ) โ†’ (x : X) โ†’ ยฌ (x โˆˆ โˆ…)
  โˆ…-property X x = lower

  full-property : (X : ๐“ค ฬ‡ ) โ†’ (x : X) โ†’ x โˆˆ full
  full-property X x = lift โ‹†

  _โˆฉ_ _โˆช_ : {X : ๐“ค ฬ‡ } โ†’ ๐“Ÿ X โ†’ ๐“Ÿ X โ†’ ๐“Ÿ X

  (A โˆช B) = ฮป x โ†’ ((x โˆˆ A) โˆจ (x โˆˆ B)) , โˆจ-is-subsingleton

  (A โˆฉ B) = ฮป x โ†’ ((x โˆˆ A) ร— (x โˆˆ B)) ,
                  ร—-is-subsingleton
                    (โˆˆ-is-subsingleton A x)
                    (โˆˆ-is-subsingleton B x)

  โˆช-property : {X : ๐“ค ฬ‡ } (A B : ๐“Ÿ X)
             โ†’ (x : X) โ†’ x โˆˆ (A โˆช B) โ†” (x โˆˆ A) โˆจ (x โˆˆ B)

  โˆช-property {๐“ค} {X} A B x = id , id

  โˆฉ-property : {X : ๐“ค ฬ‡ } (A B : ๐“Ÿ X)
             โ†’ (x : X) โ†’ x โˆˆ (A โˆฉ B) โ†” (x โˆˆ A) ร— (x โˆˆ B)

  โˆฉ-property {๐“ค} {X} A B x = id , id

  infix  20 _โˆฉ_
  infix  20 _โˆช_

  Top : (๐“ค : Universe) โ†’ ๐“ค โบโบ ฬ‡
  Top ๐“ค = ฮฃ X ๊ž‰ ๐“ค ฬ‡ , is-set X
                     ร— (ฮฃ ๐“ž ๊ž‰ ๐“Ÿ๐“Ÿ X , full โˆˆ ๐“ž
                                   ร— ((U V : ๐“Ÿ X) โ†’ U โˆˆ ๐“ž โ†’ V โˆˆ ๐“ž โ†’ (U โˆฉ V) โˆˆ ๐“ž)
                                   ร— ((๐“– : ๐“Ÿ๐“Ÿ X) โ†’ ๐“– โІ ๐“ž โ†’ โ‹ƒ ๐“– โˆˆ ๐“ž))