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

Theorem fsnex 7291
Description: Relate a function with a singleton as domain and one variable. (Contributed by Thierry Arnoux, 12-Jul-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
fsnex.1 (𝑥 = (𝑓‘𝐴) → (𝜓 ↔ 𝜑))
Assertion
Ref Expression
fsnex (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓,𝑥   𝐷,𝑓,𝑥   𝑓,𝑉,𝑥   𝜓,𝑓   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝜓(𝑥)

Proof of Theorem fsnex
StepHypRef Expression
1 fsn2g 7139 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ↔ ((𝑓‘𝐴) ∈ 𝐷 ∧ 𝑓 = {⟨𝐴, (𝑓‘𝐴)⟩})))
21simprbda 504 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → (𝑓‘𝐴) ∈ 𝐷)
32adantrr 730 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑)) → (𝑓‘𝐴) ∈ 𝐷)
4 fsnex.1 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑓‘𝐴) → (𝜓 ↔ 𝜑))
54adantl 487 . . . . . 6 (((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑)) ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴)) → (𝜓 ↔ 𝜑))
6 simprr 785 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑)) → 𝜑)
73, 5, 6rspcedvd 3579 . . . . 5 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑)) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓)
87ex 418 . . . 4 (𝐴 ∈ 𝑉 → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓))
98exlimdv 1966 . . 3 (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓))
109imp 412 . 2 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑)) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓)
11 nfv 1947 . . . 4 Ⅎ𝑥 𝐴 ∈ 𝑉
12 nfre1 3288 . . . 4 Ⅎ𝑥∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓
1311, 12nfan 1932 . . 3 Ⅎ𝑥(𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓)
14 f1osng 6867 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ V) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
1514elvd 3457 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ 𝑉 → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
1615ad3antrrr 743 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
17 f1of 6824 . . . . . . 7 ({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥} → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶{𝑥})
1816, 17syl 18 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶{𝑥})
19 simplr 781 . . . . . . 7 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → 𝑥 ∈ 𝐷)
2019snssd 4747 . . . . . 6 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → {𝑥} ⊆ 𝐷)
2118, 20fssd 6727 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷)
22 fvsng 7185 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ V) → ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴) = 𝑥)
2322elvd 3457 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ 𝑉 → ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴) = 𝑥)
2423eqcomd 2767 . . . . . 6 (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
2524ad3antrrr 743 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
26 snex 5397 . . . . . 6 {⟨𝐴, 𝑥⟩} ∈ V
27 feq1 6687 . . . . . . 7 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ↔ {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷))
28 fveq1 6884 . . . . . . . 8 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑓‘𝐴) = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
2928eqeq2d 2772 . . . . . . 7 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑥 = (𝑓‘𝐴) ↔ 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴)))
3027, 29anbi12d 644 . . . . . 6 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴)) ↔ ({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))))
3126, 30spcev 3561 . . . . 5 (({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴)) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴)))
3221, 25, 31syl2anc 596 . . . 4 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴)))
33 simprl 783 . . . . . . 7 (((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴))) → 𝑓:{𝐴}⟶𝐷)
34 simpllr 788 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝜓)
35 simplrr 790 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝑥 = (𝑓‘𝐴))
3635, 4syl 18 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → (𝜓 ↔ 𝜑))
3734, 36mpbid 235 . . . . . . . 8 ((((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝜑)
3833, 37mpdan 700 . . . . . . 7 (((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴))) → 𝜑)
3933, 38jca 521 . . . . . 6 (((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴))) → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑))
4039ex 418 . . . . 5 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴)) → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑)))
4140eximdv 1950 . . . 4 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝑥 = (𝑓‘𝐴)) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑)))
4232, 41mpd 16 . . 3 ((((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) ∧ 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑))
43 simpr 490 . . 3 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓)
4413, 42, 43r19.29af 3272 . 2 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑))
4510, 44impbida 813 1 (𝐴 ∈ 𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ∧ 𝜑) ↔ ∃𝑥 ∈ 𝐷 𝜓))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2145  ∃wrex 3087  Vcvv 3451  {csn 4584  ⟨cop 4590  ⟶wf 6534  –1-1-onto→wf1o 6537  ‘cfv 6538
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pr 5391
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-nul 4280  df-if 4483  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-br 5104  df-opab 5168  df-id 5546  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator