Theorem acunirnmpt 32604

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 484	. . . . . 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 584	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝐵 ≠ ∅)
6	1, 5	eqnetrd 2998	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝑦 ≠ ∅)
7		acunirnmpt.2	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐶 = ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
8	7	eleq2i 2825	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐶 ↔ 𝑦 ∈ ran (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵))
9		vex 3467	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑦 ∈ V
10		eqid 2734	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) = (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵)
11	10	elrnmpt 5949	. . . . . . . . 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 216	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐶 → ∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵)
15	14	adantl 481	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → ∃𝑗 ∈ 𝐴 𝑦 = 𝐵)
16	6, 15	r19.29a 3149	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → 𝑦 ≠ ∅)
17	16	ralrimiva 3133	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∀𝑦 ∈ 𝐶 𝑦 ≠ ∅)
18		acunirnmpt.0	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
19		mptexg 7223	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑗 ∈ 𝐴 ↦ 𝐵) ∈ V)
20		rnexg 7906	. . . . . 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 2837	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ V)
23		raleq 3306	. . . . . 6 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (∀𝑦 ∈ 𝑐 𝑦 ≠ ∅ ↔ ∀𝑦 ∈ 𝐶 𝑦 ≠ ∅))
24		id 22	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → 𝑐 = 𝐶)
25		unieq 4898	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → ∪ 𝑐 = ∪ 𝐶)
26	24, 25	feq23d 6711	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑐 = 𝐶 → (𝑓:𝑐⟶∪ 𝑐 ↔ 𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶))
27		raleq 3306	. . . . . . . 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 1920	. . . . . 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 344	. . . . 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 3467	. . . . . 6 ⊢ 𝑐 ∈ V
32	31	ac5b 10500	. . . . 5 ⊢ (∀𝑦 ∈ 𝑐 𝑦 ≠ ∅ → ∃𝑓(𝑓:𝑐⟶∪ 𝑐 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝑐 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦))
33	30, 32	vtoclg 3537	. . . 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 480	. . . . . . 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 484	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → 𝑦 = 𝐵)
39	37, 38	eleqtrd 2835	. . . . . . . . 9 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) ∧ 𝑦 = 𝐵) → (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵)
40	39	ex 412	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) ∧ (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) ∧ 𝑗 ∈ 𝐴) → (𝑦 = 𝐵 → (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))
41	40	reximdva 3155	. . . . . . 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 412	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐶) → ((𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦 → ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))
44	43	ralimdva 3154	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦 → ∀𝑦 ∈ 𝐶 ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵))
45	44	anim2d 612	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝑦) → (𝑓:𝐶⟶∪ 𝐶 ∧ ∀𝑦 ∈ 𝐶 ∃𝑗 ∈ 𝐴 (𝑓‘𝑦) ∈ 𝐵)))
46	45	eximdv 1916	. 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 206   ∧ wa 395   = wceq 1539  ∃wex 1778   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2931  ∀wral 3050  ∃wrex 3059  Vcvv 3463  ∅c0 4313  ∪ cuni 4887   ↦ cmpt 5205  ran crn 5666  ⟶wf 6537  ‘cfv 6541

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-rep 5259  ax-sep 5276  ax-nul 5286  ax-pow 5345  ax-pr 5412  ax-un 7737  ax-ac2 10485

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3363  df-reu 3364  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-op 4613  df-uni 4888  df-int 4927  df-iun 4973  df-br 5124  df-opab 5186  df-mpt 5206  df-tr 5240  df-id 5558  df-eprel 5564  df-po 5572  df-so 5573  df-fr 5617  df-se 5618  df-we 5619  df-xp 5671  df-rel 5672  df-cnv 5673  df-co 5674  df-dm 5675  df-rn 5676  df-res 5677  df-ima 5678  df-pred 6301  df-ord 6366  df-on 6367  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-isom 6550  df-riota 7370  df-ov 7416  df-2nd 7997  df-frecs 8288  df-wrecs 8319  df-recs 8393  df-en 8968  df-card 9961  df-ac 10138

This theorem is referenced by: (None)