Theorem funimaexglem 5201

Description: Lemma for funimaexg 5202. It constitutes the interesting part of funimaexg 5202, 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 5145	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Fun 𝐴 ↔ (Rel 𝐴 ∧ ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦))
2	1	simprbi 273	. . . . . . . . 9 ⊢ (Fun 𝐴 → ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦)
3	2	3ad2ant1 1002	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦)
4		ssralv 3156	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ⊆ dom 𝐴 → (∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦))
5	4	3ad2ant3 1004	. . . . . . . 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 1846	. . . . . 6 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∀𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦)
8		sseq1 3115	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (𝑏 ⊆ dom 𝐴 ↔ 𝐵 ⊆ dom 𝐴))
9	8	biimpar 295	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → 𝑏 ⊆ dom 𝐴)
10	9	3adant1 999	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → 𝑏 ⊆ dom 𝐴)
11		simp1 981	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → Fun 𝐴)
12	10, 11	jca 304	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝑏 = 𝐵 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → (𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴))
13		dffun8 5146	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (Fun 𝐴 ↔ (Rel 𝐴 ∧ ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦))
14	13	simprbi 273	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (Fun 𝐴 → ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦)
15	14	adantl 275	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴) → ∀𝑥 ∈ dom 𝐴∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦)
16		ssel 3086	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑏 ⊆ dom 𝐴 → (𝑥 ∈ 𝑏 → 𝑥 ∈ dom 𝐴))
17	16	adantr 274	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴) → (𝑥 ∈ 𝑏 → 𝑥 ∈ dom 𝐴))
18		rsp 2478	. . . . . . . . . . . . . . . 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 2502	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑏 ⊆ dom 𝐴 ∧ Fun 𝐴) → ∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃!𝑦 𝑥𝐴𝑦)
21		zfrep6 4040	. . . . . . . . . . . . . 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 2624	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
24	23	exbidv 1797	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → (∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝑏 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
25	24	3ad2ant2 1003	. . . . . . . . . . . . 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 1185	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑏 = 𝐵 ∧ Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
28	27	3expib 1184	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝐵 → ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
29	28	vtocleg 2752	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐵 ∈ 𝐶 → ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦))
30	29	3impib 1179	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐵 ∈ 𝐶 ∧ Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
31	30	3com12 1185	. . . . . . 7 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦)
32		df-rex 2420	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∃𝑦(𝑦 ∈ 𝑧 ∧ 𝑥𝐴𝑦))
33		exancom 1587	. . . . . . . . . 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 2439	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥𝐴𝑦 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧))
36	35	exbii 1584	. . . . . . 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 1599	. . . . . . 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 2279	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑦𝐵
40		nfmo1 2009	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑦∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦
41	39, 40	nfralxy 2469	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦
42		nfe1 1472	. . . . . . . . . . 11 ⊢ Ⅎ𝑦∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)
43	39, 42	nfralxy 2469	. . . . . . . . . 10 ⊢ Ⅎ𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)
44	41, 43	nfan 1544	. . . . . . . . 9 ⊢ Ⅎ𝑦(∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧))
45		r19.26 2556	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 (∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)))
46		mopick 2075	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
47	46	ralimi 2493	. . . . . . . . . 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 1502	. . . . . . . 8 ⊢ ((∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃*𝑦 𝑥𝐴𝑦 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∃𝑦(𝑥𝐴𝑦 ∧ 𝑦 ∈ 𝑧)) → ∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
50	49	eximi 1579	. . . . . . 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 408	. . . . 5 ⊢ ((Fun 𝐴 ∧ 𝐵 ∈ 𝐶 ∧ 𝐵 ⊆ dom 𝐴) → ∃𝑧∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
53		r19.23v 2539	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧) ↔ (∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
54	53	albii 1446	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑦∀𝑥 ∈ 𝐵 (𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧) ↔ ∀𝑦(∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
55	54	exbii 1584	. . . . 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 3161	. . . . 5 ⊢ ({𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦} ⊆ 𝑧 ↔ ∀𝑦(∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦 → 𝑦 ∈ 𝑧))
58	57	exbii 1584	. . . 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 4878	. . . . 5 ⊢ (𝐴 “ 𝐵) = {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦}
61	60	sseq1i 3118	. . . 4 ⊢ ((𝐴 “ 𝐵) ⊆ 𝑧 ↔ {𝑦 ∣ ∃𝑥 ∈ 𝐵 𝑥𝐴𝑦} ⊆ 𝑧)
62	61	exbii 1584	. . 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 2684	. . . 4 ⊢ 𝑧 ∈ V
65	64	ssex 4060	. . 3 ⊢ ((𝐴 “ 𝐵) ⊆ 𝑧 → (𝐴 “ 𝐵) ∈ V)
66	65	exlimiv 1577	. 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 962  ∀wal 1329   = wceq 1331  ∃wex 1468   ∈ wcel 1480  ∃!weu 1997  ∃*wmo 1998  {cab 2123  ∀wral 2414  ∃wrex 2415  Vcvv 2681   ⊆ wss 3066   class class class wbr 3924  dom cdm 4534   “ cima 4537  Rel wrel 4539  Fun wfun 5112

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 698  ax-5 1423  ax-7 1424  ax-gen 1425  ax-ie1 1469  ax-ie2 1470  ax-8 1482  ax-10 1483  ax-11 1484  ax-i12 1485  ax-bndl 1486  ax-4 1487  ax-14 1492  ax-17 1506  ax-i9 1510  ax-ial 1514  ax-i5r 1515  ax-ext 2119  ax-coll 4038  ax-sep 4041  ax-pow 4093  ax-pr 4126

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 964  df-tru 1334  df-nf 1437  df-sb 1736  df-eu 2000  df-mo 2001  df-clab 2124  df-cleq 2130  df-clel 2133  df-nfc 2268  df-ral 2419  df-rex 2420  df-v 2683  df-un 3070  df-in 3072  df-ss 3079  df-pw 3507  df-sn 3528  df-pr 3529  df-op 3531  df-br 3925  df-opab 3985  df-id 4210  df-xp 4540  df-cnv 4542  df-co 4543  df-dm 4544  df-rn 4545  df-res 4546  df-ima 4547  df-fun 5120

This theorem is referenced by:  funimaexg  5202