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

Theorem fsnex 6904
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 = (𝑓𝐴) → (𝜓𝜑))
Assertion
Ref Expression
fsnex (𝐴𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑) ↔ ∃𝑥𝐷 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 6763 . . . . . . . 8 (𝐴𝑉 → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ↔ ((𝑓𝐴) ∈ 𝐷𝑓 = {⟨𝐴, (𝑓𝐴)⟩})))
21simprbda 499 . . . . . . 7 ((𝐴𝑉𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → (𝑓𝐴) ∈ 𝐷)
32adantrr 713 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) → (𝑓𝐴) ∈ 𝐷)
4 fsnex.1 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑓𝐴) → (𝜓𝜑))
54adantl 482 . . . . . 6 (((𝐴𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) ∧ 𝑥 = (𝑓𝐴)) → (𝜓𝜑))
6 simprr 769 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) → 𝜑)
73, 5, 6rspcedvd 3566 . . . . 5 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) → ∃𝑥𝐷 𝜓)
87ex 413 . . . 4 (𝐴𝑉 → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑) → ∃𝑥𝐷 𝜓))
98exlimdv 1911 . . 3 (𝐴𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑) → ∃𝑥𝐷 𝜓))
109imp 407 . 2 ((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) → ∃𝑥𝐷 𝜓)
11 nfv 1892 . . . 4 𝑥 𝐴𝑉
12 nfre1 3269 . . . 4 𝑥𝑥𝐷 𝜓
1311, 12nfan 1881 . . 3 𝑥(𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓)
14 f1osng 6523 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑉𝑥 ∈ V) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
1514elvd 3443 . . . . . . . 8 (𝐴𝑉 → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
1615ad3antrrr 726 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
17 f1of 6483 . . . . . . 7 ({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥} → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶{𝑥})
1816, 17syl 17 . . . . . 6 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶{𝑥})
19 simplr 765 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → 𝑥𝐷)
2019snssd 4649 . . . . . 6 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → {𝑥} ⊆ 𝐷)
2118, 20fssd 6396 . . . . 5 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷)
22 fvsng 6805 . . . . . . . 8 ((𝐴𝑉𝑥 ∈ V) → ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴) = 𝑥)
2322elvd 3443 . . . . . . 7 (𝐴𝑉 → ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴) = 𝑥)
2423eqcomd 2801 . . . . . 6 (𝐴𝑉𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
2524ad3antrrr 726 . . . . 5 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
26 snex 5223 . . . . . 6 {⟨𝐴, 𝑥⟩} ∈ V
27 feq1 6363 . . . . . . 7 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ↔ {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷))
28 fveq1 6537 . . . . . . . 8 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑓𝐴) = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
2928eqeq2d 2805 . . . . . . 7 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑥 = (𝑓𝐴) ↔ 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴)))
3027, 29anbi12d 630 . . . . . 6 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)) ↔ ({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))))
3126, 30spcev 3549 . . . . 5 (({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴)) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)))
3221, 25, 31syl2anc 584 . . . 4 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)))
33 simprl 767 . . . . . . 7 (((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) → 𝑓:{𝐴}⟶𝐷)
34 simpllr 772 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝜓)
35 simplrr 774 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝑥 = (𝑓𝐴))
3635, 4syl 17 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → (𝜓𝜑))
3734, 36mpbid 233 . . . . . . . 8 ((((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝜑)
3833, 37mpdan 683 . . . . . . 7 (((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) → 𝜑)
3933, 38jca 512 . . . . . 6 (((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑))
4039ex 413 . . . . 5 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)) → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)))
4140eximdv 1895 . . . 4 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)))
4232, 41mpd 15 . . 3 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑))
43 simpr 485 . . 3 ((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) → ∃𝑥𝐷 𝜓)
4413, 42, 43r19.29af 3292 . 2 ((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑))
4510, 44impbida 797 1 (𝐴𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑) ↔ ∃𝑥𝐷 𝜓))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396   = wceq 1522  wex 1761  wcel 2081  wrex 3106  Vcvv 3437  {csn 4472  cop 4478  wf 6221  1-1-ontowf1o 6224  cfv 6225
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1777  ax-4 1791  ax-5 1888  ax-6 1947  ax-7 1992  ax-8 2083  ax-9 2091  ax-10 2112  ax-11 2126  ax-12 2141  ax-13 2344  ax-ext 2769  ax-sep 5094  ax-nul 5101  ax-pr 5221
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 843  df-3an 1082  df-tru 1525  df-ex 1762  df-nf 1766  df-sb 2043  df-mo 2576  df-eu 2612  df-clab 2776  df-cleq 2788  df-clel 2863  df-nfc 2935  df-ne 2985  df-ral 3110  df-rex 3111  df-reu 3112  df-rab 3114  df-v 3439  df-sbc 3707  df-dif 3862  df-un 3864  df-in 3866  df-ss 3874  df-nul 4212  df-if 4382  df-sn 4473  df-pr 4475  df-op 4479  df-uni 4746  df-br 4963  df-opab 5025  df-id 5348  df-xp 5449  df-rel 5450  df-cnv 5451  df-co 5452  df-dm 5453  df-rn 5454  df-res 5455  df-ima 5456  df-iota 6189  df-fun 6227  df-fn 6228  df-f 6229  df-f1 6230  df-fo 6231  df-f1o 6232  df-fv 6233
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator