Theorem adjeu 31908

Description: Elementhood in the domain of the adjoint function. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Sep-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Dec-2016.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
adjeu	⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ ∃!𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))

Distinct variable group:   𝑥,𝑢,𝑦,𝑇

Proof of Theorem adjeu

Dummy variable 𝑡 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ax-hilex 31018	. . . 4 ⊢ ℋ ∈ V
2		fex2 7958	. . . 4 ⊢ ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ℋ ∈ V ∧ ℋ ∈ V) → 𝑇 ∈ V)
3	1, 1, 2	mp3an23 1455	. . 3 ⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → 𝑇 ∈ V)
4		feq1 6716	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (𝑡: ℋ⟶ ℋ ↔ 𝑇: ℋ⟶ ℋ))
5		fveq1 6905	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (𝑡‘𝑦) = (𝑇‘𝑦))
6	5	oveq2d 7447	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)))
7	6	eqeq1d 2739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → ((𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
8	7	2ralbidv 3221	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
9	4, 8	3anbi13d 1440	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
10		3anass 1095	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
11	9, 10	bitrdi 287	. . . . . . 7 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
12	11	exbidv 1921	. . . . . 6 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (∃𝑢(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ ∃𝑢(𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
13		19.42v 1953	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑢(𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
14	12, 13	bitrdi 287	. . . . 5 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (∃𝑢(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
15		dfadj2 31904	. . . . . . 7 ⊢ adjℎ = {⟨𝑡, 𝑢⟩ ∣ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))}
16	15	dmeqi 5915	. . . . . 6 ⊢ dom adjℎ = dom {⟨𝑡, 𝑢⟩ ∣ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))}
17		dmopab 5926	. . . . . 6 ⊢ dom {⟨𝑡, 𝑢⟩ ∣ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))} = {𝑡 ∣ ∃𝑢(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))}
18	16, 17	eqtri 2765	. . . . 5 ⊢ dom adjℎ = {𝑡 ∣ ∃𝑢(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))}
19	14, 18	elab2g 3680	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ V → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
20	19	baibd 539	. . 3 ⊢ ((𝑇 ∈ V ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
21	3, 20	mpancom 688	. 2 ⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
22		df-reu 3381	. . 3 ⊢ (∃!𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ ∃!𝑢(𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
23	1, 1	elmap 8911	. . . . 5 ⊢ (𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ↔ 𝑢: ℋ⟶ ℋ)
24	23	anbi1i 624	. . . 4 ⊢ ((𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
25	24	eubii 2585	. . 3 ⊢ (∃!𝑢(𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ ∃!𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
26		adjmo 31851	. . . 4 ⊢ ∃*𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))
27		df-eu 2569	. . . 4 ⊢ (∃!𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ∧ ∃*𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
28	26, 27	mpbiran2 710	. . 3 ⊢ (∃!𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
29	22, 25, 28	3bitri 297	. 2 ⊢ (∃!𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
30	21, 29	bitr4di 289	1 ⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ ∃!𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1540  ∃wex 1779   ∈ wcel 2108  ∃*wmo 2538  ∃!weu 2568  {cab 2714  ∀wral 3061  ∃!wreu 3378  Vcvv 3480  {copab 5205  dom cdm 5685  ⟶wf 6557  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431   ↑_m cmap 8866   ℋchba 30938   ·_ih csp 30941  adj_ℎcado 30974

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232  ax-hilex 31018  ax-hfvadd 31019  ax-hvcom 31020  ax-hvass 31021  ax-hv0cl 31022  ax-hvaddid 31023  ax-hfvmul 31024  ax-hvmulid 31025  ax-hvdistr2 31028  ax-hvmul0 31029  ax-hfi 31098  ax-his1 31101  ax-his2 31102  ax-his3 31103  ax-his4 31104

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-id 5578  df-po 5592  df-so 5593  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-er 8745  df-map 8868  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-div 11921  df-2 12329  df-cj 15138  df-re 15139  df-im 15140  df-hvsub 30990  df-adjh 31868

This theorem is referenced by:  adjbdln  32102