Theorem brwdom3 9491

Description: Condition for weak dominance with a condition reminiscent of wdomd 9490. (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 3462	. 2 ⊢ (𝑋 ∈ 𝑉 → 𝑋 ∈ V)
2		elex 3462	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ 𝑊 → 𝑌 ∈ V)
3		brwdom2 9482	. . . . 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 7049	. . . . . . . 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 4562	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑧 ∈ 𝒫 𝑌 → 𝑧 ⊆ 𝑌)
8		ssrexv 4004	. . . . . . . . . 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 3151	. . . . . . 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 1919	. . . . 5 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ 𝑧 ∈ 𝒫 𝑌) → (∃𝑓 𝑓:𝑧–onto→𝑋 → ∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))
14	13	rexlimdva 3138	. . . 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 767	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)) → 𝑋 ∈ V)
17		simplr 769	. . . . . 6 ⊢ (((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)) → 𝑌 ∈ V)
18		eqeq1 2741	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 = (𝑓‘𝑦) ↔ 𝑧 = (𝑓‘𝑦)))
19	18	rexbidv 3161	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → (∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦) ↔ ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑦)))
20		fveq2 6835	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 = 𝑤 → (𝑓‘𝑦) = (𝑓‘𝑤))
21	20	eqeq2d 2748	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = 𝑤 → (𝑧 = (𝑓‘𝑦) ↔ 𝑧 = (𝑓‘𝑤)))
22	21	cbvrexvw 3216	. . . . . . . . . . 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 3215	. . . . . . . . 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 3229	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑋 ∈ V ∧ 𝑌 ∈ V) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)) ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) → ∃𝑤 ∈ 𝑌 𝑧 = (𝑓‘𝑤))
28	16, 17, 27	wdom2d 9489	. . . . 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 1935	. . 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 597	1 ⊢ ((𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑌 ∈ 𝑊) → (𝑋 ≼* 𝑌 ↔ ∃𝑓∀𝑥 ∈ 𝑋 ∃𝑦 ∈ 𝑌 𝑥 = (𝑓‘𝑦)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542  ∃wex 1781   ∈ wcel 2114  ∀wral 3052  ∃wrex 3061  Vcvv 3441   ⊆ wss 3902  𝒫 cpw 4555   class class class wbr 5099  ⟶wf 6489  –onto→wfo 6491  ‘cfv 6493   ≼^* cwdom 9473

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5242  ax-nul 5252  ax-pow 5311  ax-pr 5378  ax-un 7682

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rab 3401  df-v 3443  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4287  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-id 5520  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-wdom 9474

This theorem is referenced by:  brwdom3i  9492