Theorem acunirnmpt 31884

Description: Axiom of choice for the union of the range of a mapping to function. (Contributed by Thierry Arnoux, 6-Nov-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
acunirnmpt.0	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
acunirnmpt.1	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 𝐵 ≠ ∅)
acunirnmpt.2	⊢ 𝐶 = ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
acunirnmpt	⊢ (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑗   𝑓,𝑗,𝑦,𝐶   𝜑,𝑓,𝑗,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑦,𝑓)   𝐵(𝑦,𝑓,𝑗)   𝑉(𝑦,𝑓,𝑗)

Proof of Theorem acunirnmpt

Dummy variable 𝑐 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 486	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝑦 = 𝐵)
2		simplll 774	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝜑)
3		simplr 768	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝑗 ∈ 𝐴)
4		acunirnmpt.1	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → 𝐵 ≠ ∅)
5	2, 3, 4	syl2anc 585	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝐵 ≠ ∅)
6	1, 5	eqnetrd 3009	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝑦 ≠ ∅)
7		acunirnmpt.2	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐶 = ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
8	7	eleq2i 2826	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐶 ↔ 𝑦 ∈ ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵))
9		vex 3479	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑦 ∈ V
10		eqid 2733	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) = (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
11	10	elrnmpt 5956	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∈ ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ↔ ∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵))
12	9, 11	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ↔ ∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵)
13	8, 12	bitri 275	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐶 ↔ ∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵)
14	13	biimpi 215	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐶 → ∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵)
15	14	adantl 483	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → ∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵)
16	6, 15	r19.29a 3163	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → 𝑦 ≠ ∅)
17	16	ralrimiva 3147	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝐶 𝑦 ≠ ∅)
18		acunirnmpt.0	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
19		mptexg 7223	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V)
20		rnexg 7895	. . . . . 6 ⊢ ((𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V → ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V)
21	18, 19, 20	3syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V)
22	7, 21	eqeltrid 2838	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ V)
23		raleq 3323	. . . . . 6 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (∀𝑦 ∈ 𝑐 𝑦 ≠ ∅ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐶 𝑦 ≠ ∅))
24		id 22	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → 𝑐 = 𝐶)
25		unieq 4920	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → ∪ 𝑐 = ∪ 𝐶)
26	24, 25	feq23d 6713	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (𝑓:𝑐⟶∪ 𝑐 ↔ 𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶))
27		raleq 3323	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (∀𝑦 ∈ 𝑐 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦 ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦))
28	26, 27	anbi12d 632	. . . . . . 7 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → ((𝑓:𝑐⟶∪ 𝑐 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑐 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ↔ (𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦)))
29	28	exbidv 1925	. . . . . 6 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (∃𝑓(𝑓:𝑐⟶∪ 𝑐 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑐 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ↔ ∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦)))
30	23, 29	imbi12d 345	. . . . 5 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → ((∀𝑦 ∈ 𝑐 𝑦 ≠ ∅ → ∃𝑓(𝑓:𝑐⟶∪ 𝑐 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑐 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦)) ↔ (∀𝑦 ∈ 𝐶 𝑦 ≠ ∅ → ∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦))))
31		vex 3479	. . . . . 6 ⊢ 𝑐 ∈ V
32	31	ac5b 10473	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝑐 𝑦 ≠ ∅ → ∃𝑓(𝑓:𝑐⟶∪ 𝑐 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑐 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦))
33	30, 32	vtoclg 3557	. . . 4 ⊢ (𝐶 ∈ V → (∀𝑦 ∈ 𝐶 𝑦 ≠ ∅ → ∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦)))
34	22, 33	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ 𝐶 𝑦 ≠ ∅ → ∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦)))
35	17, 34	mpd 15	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦))
36	15	adantr 482	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) → ∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵)
37		simpllr 775	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦)
38		simpr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝑦 = 𝐵)
39	37, 38	eleqtrd 2836	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵)
40	39	ex 414	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → (𝑦 = 𝐵 → (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))
41	40	reximdva 3169	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) → (∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵 → ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))
42	36, 41	mpd 15	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) → ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵)
43	42	ex 414	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → ((𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦 → ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))
44	43	ralimdva 3168	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦 → ∀𝑦 ∈ 𝐶 ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))
45	44	anim2d 613	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) → (𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵)))
46	45	eximdv 1921	. 2 ⊢ (𝜑 → (∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) → ∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵)))
47	35, 46	mpd 15	1 ⊢ (𝜑 → ∃𝑓(𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542  ∃wex 1782   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2941  ∀wral 3062  ∃wrex 3071  Vcvv 3475  ∅c0 4323  ∪ cuni 4909   ↦ cmpt 5232  ran crn 5678  ⟶wf 6540  ‘cfv 6544

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-ac2 10458

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-en 8940  df-card 9934  df-ac 10111

This theorem is referenced by: (None)