Theorem brwdom3 9542

Description: Condition for weak dominance with a condition reminiscent of wdomd 9541. (Contributed by Stefan O'Rear, 13-Feb-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 25-Jun-2015.)

Assertion

Ref	Expression
brwdom3	⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝑊) → (𝑋 ≼* 𝑌 ↔ ∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))

Distinct variable groups:   𝑓,𝑋,𝑥,𝑦   𝑓,𝑌,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝑉(𝑥,𝑦,𝑓)   𝑊(𝑥,𝑦,𝑓)

Proof of Theorem brwdom3

Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		elex 3471	. 2 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → 𝑋 ∈ V)
2		elex 3471	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑊 → 𝑌 ∈ V)
3		brwdom2 9533	. . . . 5 ⊢ (𝑌 ∈ V → (𝑋 ≼* 𝑌 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝒫 𝑌∃𝑓 𝑓:𝑧–onto→𝑋))
4	3	adantl 481	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) → (𝑋 ≼* 𝑌 ↔ ∃𝑧 ∈ 𝒫 𝑌∃𝑓 𝑓:𝑧–onto→𝑋))
5		dffo3 7077	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑓:𝑧–onto→𝑋 ↔ (𝑓:𝑧⟶𝑋 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
6	5	simprbi 496	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓:𝑧–onto→𝑋 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥 = (𝑓‘𝑦))
7		elpwi 4573	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ 𝒫 𝑌 → 𝑧 ⊆ 𝑌)
8		ssrexv 4019	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ⊆ 𝑌 → (∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥 = (𝑓‘𝑦) → ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
9	7, 8	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 ∈ 𝒫 𝑌 → (∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥 = (𝑓‘𝑦) → ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
10	9	adantl 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ 𝑧 ∈ 𝒫 𝑌) → (∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥 = (𝑓‘𝑦) → ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
11	10	ralimdv 3148	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ 𝑧 ∈ 𝒫 𝑌) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑧 𝑥 = (𝑓‘𝑦) → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
12	6, 11	syl5 34	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ 𝑧 ∈ 𝒫 𝑌) → (𝑓:𝑧–onto→𝑋 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
13	12	eximdv 1917	. . . . 5 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ 𝑧 ∈ 𝒫 𝑌) → (∃𝑓 𝑓:𝑧–onto→𝑋 → ∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
14	13	rexlimdva 3135	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) → (∃𝑧 ∈ 𝒫 𝑌∃𝑓 𝑓:𝑧–onto→𝑋 → ∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
15	4, 14	sylbid 240	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) → (𝑋 ≼* 𝑌 → ∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
16		simpll 766	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)) → 𝑋 ∈ V)
17		simplr 768	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)) → 𝑌 ∈ V)
18		eqeq1 2734	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 = (𝑓‘𝑦) ↔ 𝑧 = (𝑓‘𝑦)))
19	18	rexbidv 3158	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑦)))
20		fveq2 6861	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 = 𝑤 → (𝑓‘𝑦) = (𝑓‘𝑤))
21	20	eqeq2d 2741	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = 𝑤 → (𝑧 = (𝑓‘𝑦) ↔ 𝑧 = (𝑓‘𝑤)))
22	21	cbvrexvw 3217	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑦) ↔ ∃𝑤 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑤))
23	19, 22	bitrdi 287	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦) ↔ ∃𝑤 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑤)))
24	23	cbvralvw 3216	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦) ↔ ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑤))
25	24	biimpi 216	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑤))
26	25	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)) → ∀𝑧 ∈ 𝑋 ∃𝑤 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑤))
27	26	r19.21bi 3230	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) → ∃𝑤 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑤))
28	16, 17, 27	wdom2d 9540	. . . . 5 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)) → 𝑋 ≼* 𝑌)
29	28	ex 412	. . . 4 ⊢ ((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦) → 𝑋 ≼* 𝑌))
30	29	exlimdv 1933	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) → (∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦) → 𝑋 ≼* 𝑌))
31	15, 30	impbid 212	. 2 ⊢ ((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) → (𝑋 ≼* 𝑌 ↔ ∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
32	1, 2, 31	syl2an 596	1 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝑊) → (𝑋 ≼* 𝑌 ↔ ∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540  ∃wex 1779   ∈ wcel 2109  ∀wral 3045  ∃wrex 3054  Vcvv 3450   ⊆ wss 3917  𝒫 cpw 4566   class class class wbr 5110  ⟶wf 6510  –onto→wfo 6512  ‘cfv 6514   ≼^* cwdom 9524

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 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5536  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-wdom 9525

This theorem is referenced by:  brwdom3i  9543