MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  brdom3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem brdom3 9633
Description: Equivalence to a dominance relation. (Contributed by NM, 27-Mar-2007.)
Hypothesis
Ref Expression
brdom3.2 𝐵 ∈ V
Assertion
Ref Expression
brdom3 (𝐴𝐵 ↔ ∃𝑓(∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑓,𝑦,𝐴   𝐵,𝑓,𝑥,𝑦

Proof of Theorem brdom3
StepHypRef Expression
1 reldom 8196 . . . . . . . . 9 Rel ≼
21brrelexi 5356 . . . . . . . 8 (𝐴𝐵𝐴 ∈ V)
3 0sdomg 8326 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ V → (∅ ≺ 𝐴𝐴 ≠ ∅))
42, 3syl 17 . . . . . . 7 (𝐴𝐵 → (∅ ≺ 𝐴𝐴 ≠ ∅))
5 df-ne 2977 . . . . . . 7 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ¬ 𝐴 = ∅)
64, 5syl6bb 278 . . . . . 6 (𝐴𝐵 → (∅ ≺ 𝐴 ↔ ¬ 𝐴 = ∅))
76biimpar 465 . . . . 5 ((𝐴𝐵 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → ∅ ≺ 𝐴)
8 fodomr 8348 . . . . . 6 ((∅ ≺ 𝐴𝐴𝐵) → ∃𝑓 𝑓:𝐵onto𝐴)
98ancoms 448 . . . . 5 ((𝐴𝐵 ∧ ∅ ≺ 𝐴) → ∃𝑓 𝑓:𝐵onto𝐴)
107, 9syldan 581 . . . 4 ((𝐴𝐵 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → ∃𝑓 𝑓:𝐵onto𝐴)
11 pm5.6 1015 . . . 4 (((𝐴𝐵 ∧ ¬ 𝐴 = ∅) → ∃𝑓 𝑓:𝐵onto𝐴) ↔ (𝐴𝐵 → (𝐴 = ∅ ∨ ∃𝑓 𝑓:𝐵onto𝐴)))
1210, 11mpbi 221 . . 3 (𝐴𝐵 → (𝐴 = ∅ ∨ ∃𝑓 𝑓:𝐵onto𝐴))
13 br0 4891 . . . . . . . 8 ¬ 𝑥𝑦
1413nex 1882 . . . . . . 7 ¬ ∃𝑦 𝑥𝑦
15 exmo 2655 . . . . . . 7 (∃𝑦 𝑥𝑦 ∨ ∃*𝑦 𝑥𝑦)
1614, 15mtpor 1850 . . . . . 6 ∃*𝑦 𝑥𝑦
1716ax-gen 1877 . . . . 5 𝑥∃*𝑦 𝑥𝑦
18 rzal 4266 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑥)
19 0ex 4982 . . . . . 6 ∅ ∈ V
20 breq 4844 . . . . . . . . 9 (𝑓 = ∅ → (𝑥𝑓𝑦𝑥𝑦))
2120mobidv 2651 . . . . . . . 8 (𝑓 = ∅ → (∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ↔ ∃*𝑦 𝑥𝑦))
2221albidv 2011 . . . . . . 7 (𝑓 = ∅ → (∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ↔ ∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑦))
23 breq 4844 . . . . . . . . 9 (𝑓 = ∅ → (𝑦𝑓𝑥𝑦𝑥))
2423rexbidv 3238 . . . . . . . 8 (𝑓 = ∅ → (∃𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥 ↔ ∃𝑦𝐵 𝑦𝑥))
2524ralbidv 3172 . . . . . . 7 (𝑓 = ∅ → (∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥 ↔ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑥))
2622, 25anbi12d 618 . . . . . 6 (𝑓 = ∅ → ((∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥) ↔ (∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑥)))
2719, 26spcev 3491 . . . . 5 ((∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑥) → ∃𝑓(∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
2817, 18, 27sylancr 577 . . . 4 (𝐴 = ∅ → ∃𝑓(∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
29 fofun 6330 . . . . . . 7 (𝑓:𝐵onto𝐴 → Fun 𝑓)
30 dffun6 6114 . . . . . . . 8 (Fun 𝑓 ↔ (Rel 𝑓 ∧ ∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦))
3130simprbi 486 . . . . . . 7 (Fun 𝑓 → ∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦)
3229, 31syl 17 . . . . . 6 (𝑓:𝐵onto𝐴 → ∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦)
33 dffo4 6595 . . . . . . 7 (𝑓:𝐵onto𝐴 ↔ (𝑓:𝐵𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
3433simprbi 486 . . . . . 6 (𝑓:𝐵onto𝐴 → ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥)
3532, 34jca 503 . . . . 5 (𝑓:𝐵onto𝐴 → (∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
3635eximi 1919 . . . 4 (∃𝑓 𝑓:𝐵onto𝐴 → ∃𝑓(∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
3728, 36jaoi 875 . . 3 ((𝐴 = ∅ ∨ ∃𝑓 𝑓:𝐵onto𝐴) → ∃𝑓(∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
3812, 37syl 17 . 2 (𝐴𝐵 → ∃𝑓(∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
39 inss1 4027 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ⊆ 𝑓
4039ssbri 4887 . . . . . . . . . 10 (𝑥(𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))𝑦𝑥𝑓𝑦)
4140moimi 2681 . . . . . . . . 9 (∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 → ∃*𝑦 𝑥(𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))𝑦)
4241alimi 1896 . . . . . . . 8 (∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 → ∀𝑥∃*𝑦 𝑥(𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))𝑦)
43 relxp 5326 . . . . . . . . . 10 Rel (𝐵 × 𝐴)
44 relin2 5436 . . . . . . . . . 10 (Rel (𝐵 × 𝐴) → Rel (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)))
4543, 44ax-mp 5 . . . . . . . . 9 Rel (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))
46 dffun6 6114 . . . . . . . . 9 (Fun (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ↔ (Rel (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ∧ ∀𝑥∃*𝑦 𝑥(𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))𝑦))
4745, 46mpbiran 691 . . . . . . . 8 (Fun (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ↔ ∀𝑥∃*𝑦 𝑥(𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))𝑦)
4842, 47sylibr 225 . . . . . . 7 (∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 → Fun (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)))
49 funfn 6129 . . . . . . 7 (Fun (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ↔ (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) Fn dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)))
5048, 49sylib 209 . . . . . 6 (∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 → (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) Fn dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)))
51 rninxp 5782 . . . . . . 7 (ran (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) = 𝐴 ↔ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥)
5251biimpri 219 . . . . . 6 (∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥 → ran (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) = 𝐴)
5350, 52anim12i 602 . . . . 5 ((∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥) → ((𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) Fn dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ∧ ran (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) = 𝐴))
54 df-fo 6105 . . . . 5 ((𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)):dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))–onto𝐴 ↔ ((𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) Fn dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ∧ ran (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) = 𝐴))
5553, 54sylibr 225 . . . 4 ((∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥) → (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)):dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))–onto𝐴)
56 vex 3392 . . . . . . 7 𝑓 ∈ V
5756inex1 4992 . . . . . 6 (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ∈ V
5857dmex 7327 . . . . 5 dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ∈ V
5958fodom 9627 . . . 4 ((𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)):dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴))–onto𝐴𝐴 ≼ dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)))
60 brdom3.2 . . . . . 6 𝐵 ∈ V
61 inss2 4028 . . . . . . . 8 (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ⊆ (𝐵 × 𝐴)
62 dmss 5522 . . . . . . . 8 ((𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ⊆ (𝐵 × 𝐴) → dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ⊆ dom (𝐵 × 𝐴))
6361, 62ax-mp 5 . . . . . . 7 dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ⊆ dom (𝐵 × 𝐴)
64 dmxpss 5774 . . . . . . 7 dom (𝐵 × 𝐴) ⊆ 𝐵
6563, 64sstri 3805 . . . . . 6 dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ⊆ 𝐵
66 ssdomg 8236 . . . . . 6 (𝐵 ∈ V → (dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ⊆ 𝐵 → dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ≼ 𝐵))
6760, 65, 66mp2 9 . . . . 5 dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ≼ 𝐵
68 domtr 8243 . . . . 5 ((𝐴 ≼ dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ∧ dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) ≼ 𝐵) → 𝐴𝐵)
6967, 68mpan2 674 . . . 4 (𝐴 ≼ dom (𝑓 ∩ (𝐵 × 𝐴)) → 𝐴𝐵)
7055, 59, 693syl 18 . . 3 ((∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥) → 𝐴𝐵)
7170exlimiv 2021 . 2 (∃𝑓(∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥) → 𝐴𝐵)
7238, 71impbii 200 1 (𝐴𝐵 ↔ ∃𝑓(∀𝑥∃*𝑦 𝑥𝑓𝑦 ∧ ∀𝑥𝐴𝑦𝐵 𝑦𝑓𝑥))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 865  wal 1635   = wceq 1637  wex 1859  wcel 2156  ∃*wmo 2631  wne 2976  wral 3094  wrex 3095  Vcvv 3389  cin 3766  wss 3767  c0 4114   class class class wbr 4842   × cxp 5307  dom cdm 5309  ran crn 5310  Rel wrel 5314  Fun wfun 6093   Fn wfn 6094  wf 6095  ontowfo 6097  cdom 8188  csdm 8189
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2068  ax-7 2104  ax-8 2158  ax-9 2165  ax-10 2185  ax-11 2201  ax-12 2214  ax-13 2420  ax-ext 2782  ax-rep 4962  ax-sep 4973  ax-nul 4981  ax-pow 5033  ax-pr 5094  ax-un 7177  ax-ac2 9568
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2061  df-eu 2634  df-mo 2635  df-clab 2791  df-cleq 2797  df-clel 2800  df-nfc 2935  df-ne 2977  df-ral 3099  df-rex 3100  df-reu 3101  df-rmo 3102  df-rab 3103  df-v 3391  df-sbc 3632  df-csb 3727  df-dif 3770  df-un 3772  df-in 3774  df-ss 3781  df-pss 3783  df-nul 4115  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-int 4668  df-iun 4712  df-br 4843  df-opab 4905  df-mpt 4922  df-tr 4945  df-id 5217  df-eprel 5222  df-po 5230  df-so 5231  df-fr 5268  df-se 5269  df-we 5270  df-xp 5315  df-rel 5316  df-cnv 5317  df-co 5318  df-dm 5319  df-rn 5320  df-res 5321  df-ima 5322  df-pred 5891  df-ord 5937  df-on 5938  df-suc 5940  df-iota 6062  df-fun 6101  df-fn 6102  df-f 6103  df-f1 6104  df-fo 6105  df-f1o 6106  df-fv 6107  df-isom 6108  df-riota 6833  df-ov 6875  df-oprab 6876  df-mpt2 6877  df-1st 7396  df-2nd 7397  df-wrecs 7640  df-recs 7702  df-er 7977  df-map 8092  df-en 8191  df-dom 8192  df-sdom 8193  df-card 9046  df-acn 9049  df-ac 9220
This theorem is referenced by:  brdom5  9634  brdom4  9635
  Copyright terms: Public domain W3C validator