Theorem funimaexglem 5162

Description: Lemma for funimaexg 5163. It constitutes the interesting part of funimaexg 5163, in which 𝐵 ⊆ dom 𝐴. (Contributed by Jim Kingdon, 27-Dec-2018.)

Assertion

Ref	Expression
funimaexglem	⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → (𝐴 “ 𝐵) ∈ V)

Proof of Theorem funimaexglem

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dffun7 5106	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Fun 𝐴 ↔ (Rel 𝐴 ∧ ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦))
2	1	simprbi 271	. . . . . . . . 9 ⊢ (Fun 𝐴 → ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦)
3	2	3ad2ant1 983	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦)
4		ssralv 3125	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ⊆ dom 𝐴 → (∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦))
5	4	3ad2ant3 985	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → (∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦))
6	3, 5	mpd 13	. . . . . . 7 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦)
7	6	alrimiv 1826	. . . . . 6 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∀𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦)
8		sseq1 3084	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (𝑏 ⊆ dom 𝐴 ↔ 𝐵 ⊆ dom 𝐴))
9	8	biimpar 293	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → 𝑏 ⊆ dom 𝐴)
10	9	3adant1 980	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → 𝑏 ⊆ dom 𝐴)
11		simp1 962	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → Fun 𝐴)
12	10, 11	jca 302	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → (𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴))
13		dffun8 5107	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (Fun 𝐴 ↔ (Rel 𝐴 ∧ ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦))
14	13	simprbi 271	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (Fun 𝐴 → ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦)
15	14	adantl 273	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴) → ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦)
16		ssel 3055	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑏 ⊆ dom 𝐴 → (𝑥 ∈ 𝑏 → 𝑥 ∈ dom 𝐴))
17	16	adantr 272	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑏 → 𝑥 ∈ dom 𝐴))
18		rsp 2452	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦 → (𝑥 ∈ dom 𝐴 → ∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦))
19	15, 17, 18	sylsyld 58	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑏 → ∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦))
20	19	ralrimiv 2476	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴) → ∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦)
21		zfrep6 4003	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦 → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
22	12, 20, 21	3syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
23		raleq 2598	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
24	23	exbidv 1777	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
25	24	3ad2ant2 984	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → (∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
26	22, 25	mpbid 146	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
27	26	3com12 1166	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑏 = 𝐵 ∧ Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
28	27	3expib 1165	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
29	28	vtocleg 2726	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ 𝐶 → ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
30	29	3impib 1160	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝐶 ∧ Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
31	30	3com12 1166	. . . . . . 7 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
32		df-rex 2394	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑥𝐴𝑦))
33		exancom 1568	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑦(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑥𝐴𝑦) ↔ ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧))
34	32, 33	bitri 183	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧))
35	34	ralbii 2413	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧))
36	35	exbii 1565	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧))
37	31, 36	sylib 121	. . . . . 6 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧))
38		19.29 1580	. . . . . . 7 ⊢ ((∀𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → ∃𝑧(∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)))
39		nfcv 2253	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑦𝐵
40		nfmo1 1985	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑦∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦
41	39, 40	nfralxy 2443	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦
42		nfe1 1453	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑦∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)
43	39, 42	nfralxy 2443	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)
44	41, 43	nfan 1525	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑦(∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧))
45		r19.26 2530	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 (∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)))
46		mopick 2051	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
47	46	ralimi 2467	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 (∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
48	45, 47	sylbir 134	. . . . . . . . 9 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
49	44, 48	alrimi 1483	. . . . . . . 8 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → ∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
50	49	eximi 1560	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑧(∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → ∃𝑧∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
51	38, 50	syl 14	. . . . . 6 ⊢ ((∀𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → ∃𝑧∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
52	7, 37, 51	syl2anc 406	. . . . 5 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
53		r19.23v 2513	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧) ↔ (∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
54	53	albii 1427	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧) ↔ ∀𝑦(∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
55	54	exbii 1565	. . . . 5 ⊢ (∃𝑧∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧) ↔ ∃𝑧∀𝑦(∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
56	52, 55	sylib 121	. . . 4 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑦(∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
57		abss 3130	. . . . 5 ⊢ ({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦} ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑦(∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
58	57	exbii 1565	. . . 4 ⊢ (∃𝑧{𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦} ⊆ 𝑧 ↔ ∃𝑧∀𝑦(∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
59	56, 58	sylibr 133	. . 3 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧{𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦} ⊆ 𝑧)
60		dfima2 4839	. . . . 5 ⊢ (𝐴 “ 𝐵) = {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦}
61	60	sseq1i 3087	. . . 4 ⊢ ((𝐴 “ 𝐵) ⊆ 𝑧 ↔ {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦} ⊆ 𝑧)
62	61	exbii 1565	. . 3 ⊢ (∃𝑧(𝐴 “ 𝐵) ⊆ 𝑧 ↔ ∃𝑧{𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦} ⊆ 𝑧)
63	59, 62	sylibr 133	. 2 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧(𝐴 “ 𝐵) ⊆ 𝑧)
64		vex 2658	. . . 4 ⊢ 𝑧 ∈ V
65	64	ssex 4023	. . 3 ⊢ ((𝐴 “ 𝐵) ⊆ 𝑧 → (𝐴 “ 𝐵) ∈ V)
66	65	exlimiv 1558	. 2 ⊢ (∃𝑧(𝐴 “ 𝐵) ⊆ 𝑧 → (𝐴 “ 𝐵) ∈ V)
67	63, 66	syl 14	1 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → (𝐴 “ 𝐵) ∈ V)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   ∧ w3a 943  ∀wal 1310   = wceq 1312  ∃wex 1449   ∈ wcel 1461  ∃!weu 1973  ∃*wmo 1974  {cab 2099  ∀wral 2388  ∃wrex 2389  Vcvv 2655   ⊆ wss 3035   class class class wbr 3893  dom cdm 4497   “ cima 4500  Rel wrel 4502  Fun wfun 5073

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-mp 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-io 681  ax-5 1404  ax-7 1405  ax-gen 1406  ax-ie1 1450  ax-ie2 1451  ax-8 1463  ax-10 1464  ax-11 1465  ax-i12 1466  ax-bndl 1467  ax-4 1468  ax-14 1473  ax-17 1487  ax-i9 1491  ax-ial 1495  ax-i5r 1496  ax-ext 2095  ax-coll 4001  ax-sep 4004  ax-pow 4056  ax-pr 4089

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 945  df-tru 1315  df-nf 1418  df-sb 1717  df-eu 1976  df-mo 1977  df-clab 2100  df-cleq 2106  df-clel 2109  df-nfc 2242  df-ral 2393  df-rex 2394  df-v 2657  df-un 3039  df-in 3041  df-ss 3048  df-pw 3476  df-sn 3497  df-pr 3498  df-op 3500  df-br 3894  df-opab 3948  df-id 4173  df-xp 4503  df-cnv 4505  df-co 4506  df-dm 4507  df-rn 4508  df-res 4509  df-ima 4510  df-fun 5081

This theorem is referenced by:  funimaexg  5163