Theorem fsn 5668

Description: A function maps a singleton to a singleton iff it is the singleton of an ordered pair. (Contributed by NM, 10-Dec-2003.)

Hypotheses

Ref	Expression
fsn.1	|- A e. _V
fsn.2	|- B e. _V

Assertion

Ref	Expression
fsn	|- ( F : { A } --> { B } <-> F = { <. A , B >. } )

Proof of Theorem fsn

Dummy variables x y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		opelf 5369	. . . . . . . 8 |- ( ( F : { A } --> { B } /\ <. x , y >. e. F ) -> ( x e. { A } /\ y e. { B } ) )
2		velsn 3600	. . . . . . . . 9 |- ( x e. { A } <-> x = A )
3		velsn 3600	. . . . . . . . 9 |- ( y e. { B } <-> y = B )
4	2, 3	anbi12i 457	. . . . . . . 8 |- ( ( x e. { A } /\ y e. { B } ) <-> ( x = A /\ y = B ) )
5	1, 4	sylib 121	. . . . . . 7 |- ( ( F : { A } --> { B } /\ <. x , y >. e. F ) -> ( x = A /\ y = B ) )
6	5	ex 114	. . . . . 6 |- ( F : { A } --> { B } -> ( <. x , y >. e. F -> ( x = A /\ y = B ) ) )
7		fsn.1	. . . . . . . . . 10 |- A e. _V
8	7	snid 3614	. . . . . . . . 9 |- A e. { A }
9		feu 5380	. . . . . . . . 9 |- ( ( F : { A } --> { B } /\ A e. { A } ) -> E! y e. { B } <. A , y >. e. F )
10	8, 9	mpan2 423	. . . . . . . 8 |- ( F : { A } --> { B } -> E! y e. { B } <. A , y >. e. F )
11	3	anbi1i 455	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( y e. { B } /\ <. A , y >. e. F ) <-> ( y = B /\ <. A , y >. e. F ) )
12		opeq2 3766	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( y = B -> <. A , y >. = <. A , B >. )
13	12	eleq1d 2239	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( y = B -> ( <. A , y >. e. F <-> <. A , B >. e. F ) )
14	13	pm5.32i 451	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( y = B /\ <. A , y >. e. F ) <-> ( y = B /\ <. A , B >. e. F ) )
15		ancom 264	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) <-> ( y = B /\ <. A , B >. e. F ) )
16	14, 15	bitr4i 186	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( y = B /\ <. A , y >. e. F ) <-> ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) )
17	11, 16	bitr2i 184	. . . . . . . . . 10 |- ( ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) <-> ( y e. { B } /\ <. A , y >. e. F ) )
18	17	eubii 2028	. . . . . . . . 9 |- ( E! y ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) <-> E! y ( y e. { B } /\ <. A , y >. e. F ) )
19		fsn.2	. . . . . . . . . . . 12 |- B e. _V
20	19	eueq1 2902	. . . . . . . . . . 11 |- E! y y = B
21	20	biantru 300	. . . . . . . . . 10 |- ( <. A , B >. e. F <-> ( <. A , B >. e. F /\ E! y y = B ) )
22		euanv 2076	. . . . . . . . . 10 |- ( E! y ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) <-> ( <. A , B >. e. F /\ E! y y = B ) )
23	21, 22	bitr4i 186	. . . . . . . . 9 |- ( <. A , B >. e. F <-> E! y ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) )
24		df-reu 2455	. . . . . . . . 9 |- ( E! y e. { B } <. A , y >. e. F <-> E! y ( y e. { B } /\ <. A , y >. e. F ) )
25	18, 23, 24	3bitr4i 211	. . . . . . . 8 |- ( <. A , B >. e. F <-> E! y e. { B } <. A , y >. e. F )
26	10, 25	sylibr 133	. . . . . . 7 |- ( F : { A } --> { B } -> <. A , B >. e. F )
27		opeq12 3767	. . . . . . . 8 |- ( ( x = A /\ y = B ) -> <. x , y >. = <. A , B >. )
28	27	eleq1d 2239	. . . . . . 7 |- ( ( x = A /\ y = B ) -> ( <. x , y >. e. F <-> <. A , B >. e. F ) )
29	26, 28	syl5ibrcom 156	. . . . . 6 |- ( F : { A } --> { B } -> ( ( x = A /\ y = B ) -> <. x , y >. e. F ) )
30	6, 29	impbid 128	. . . . 5 |- ( F : { A } --> { B } -> ( <. x , y >. e. F <-> ( x = A /\ y = B ) ) )
31		vex 2733	. . . . . . . 8 |- x e. _V
32		vex 2733	. . . . . . . 8 |- y e. _V
33	31, 32	opex 4214	. . . . . . 7 |- <. x , y >. e. _V
34	33	elsn 3599	. . . . . 6 |- ( <. x , y >. e. { <. A , B >. } <-> <. x , y >. = <. A , B >. )
35	7, 19	opth2 4225	. . . . . 6 |- ( <. x , y >. = <. A , B >. <-> ( x = A /\ y = B ) )
36	34, 35	bitr2i 184	. . . . 5 |- ( ( x = A /\ y = B ) <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } )
37	30, 36	bitrdi 195	. . . 4 |- ( F : { A } --> { B } -> ( <. x , y >. e. F <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } ) )
38	37	alrimivv 1868	. . 3 |- ( F : { A } --> { B } -> A. x A. y ( <. x , y >. e. F <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } ) )
39		frel 5352	. . . 4 |- ( F : { A } --> { B } -> Rel F )
40	7, 19	relsnop 4717	. . . 4 |- Rel { <. A , B >. }
41		eqrel 4700	. . . 4 |- ( ( Rel F /\ Rel { <. A , B >. } ) -> ( F = { <. A , B >. } <-> A. x A. y ( <. x , y >. e. F <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } ) ) )
42	39, 40, 41	sylancl 411	. . 3 |- ( F : { A } --> { B } -> ( F = { <. A , B >. } <-> A. x A. y ( <. x , y >. e. F <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } ) ) )
43	38, 42	mpbird 166	. 2 |- ( F : { A } --> { B } -> F = { <. A , B >. } )
44	7, 19	f1osn 5482	. . . 4 |- { <. A , B >. } : { A } -1-1-onto-> { B }
45		f1oeq1 5431	. . . 4 |- ( F = { <. A , B >. } -> ( F : { A } -1-1-onto-> { B } <-> { <. A , B >. } : { A } -1-1-onto-> { B } ) )
46	44, 45	mpbiri 167	. . 3 |- ( F = { <. A , B >. } -> F : { A } -1-1-onto-> { B } )
47		f1of 5442	. . 3 |- ( F : { A } -1-1-onto-> { B } -> F : { A } --> { B } )
48	46, 47	syl 14	. 2 |- ( F = { <. A , B >. } -> F : { A } --> { B } )
49	43, 48	impbii 125	1 |- ( F : { A } --> { B } <-> F = { <. A , B >. } )

Syntax hints:   /\ wa 103   <-> wb 104   A.wal 1346   = wceq 1348   E!weu 2019   e. wcel 2141   E!wreu 2450   _Vcvv 2730   {csn 3583   <.cop 3586   Rel wrel 4616   -->wf 5194   -1-1-onto->wf1o 5197

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-sep 4107  ax-pow 4160  ax-pr 4194

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ral 2453  df-rex 2454  df-reu 2455  df-v 2732  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-br 3990  df-opab 4051  df-id 4278  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205

This theorem is referenced by:  fsng  5669  mapsn  6668