Theorem iinpreima 7101

Description: Preimage of an intersection. (Contributed by FL, 16-Apr-2012.)

Assertion

Ref	Expression
iinpreima	⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) = ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐹

Allowed substitution hint:   𝐵(𝑥)

Proof of Theorem iinpreima

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpll 779	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → Fun 𝐹)
2		cnvimass 6217	. . . . . . 7 ⊢ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ⊆ dom 𝐹
3	2	sseli 3909	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
4	3	adantl 487	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
5		fvex 6929	. . . . . 6 ⊢ (𝐹‘𝑦) ∈ V
6		fvimacnvi 7082	. . . . . . 7 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
7	6	adantlr 728	. . . . . 6 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
8		eliin 4961	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹‘𝑦) ∈ V → ((𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵))
9	8	biimpa 482	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹‘𝑦) ∈ V ∧ (𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵)
10	5, 7, 9	sylancr 599	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵)
11		fvimacnv 7083	. . . . . . 7 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → ((𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵 ↔ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
12	11	ralbidv 3189	. . . . . 6 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
13	12	biimpa 482	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
14	1, 4, 10, 13	syl21anc 851	. . . 4 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
15		eliin 4961	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
16	15	elv 3459	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
17	14, 16	sylibr 237	. . 3 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵))
18		simpll 779	. . . . . 6 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → Fun 𝐹)
19	15	biimpd 232	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
20	19	elv 3459	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
21	20	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
22		fvimacnvi 7082	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵)
23	22	ex 418	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝐹 → (𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵))
24	23	ralimdv 3180	. . . . . 6 ⊢ (Fun 𝐹 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵))
25	18, 21, 24	sylc 66	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵)
26	5, 8	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ ((𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵)
27	25, 26	sylibr 237	. . . 4 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
28		r19.2zb 4459	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
29	28	biimpi 219	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
30		cnvimass 6217	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (◡𝐹 “ 𝐵) ⊆ dom 𝐹
31	30	sseli 3909	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
32	31	rexlimivw 3163	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
33	29, 32	syl6 36	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹))
34	16, 33	biimtrid 245	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹))
35	34	adantl 487	. . . . . 6 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹))
36	35	imp 412	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
37		fvimacnv 7083	. . . . 5 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → ((𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)))
38	18, 36, 37	syl2anc 596	. . . 4 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → ((𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)))
39	27, 38	mpbid 235	. . 3 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵))
40	17, 39	impbida 813	. 2 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ↔ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)))
41	40	eqrdv 2761	1 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) = ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090  Vcvv 3454  ∅c0 4281  ∩ ciin 4957  ^◡ccnv 5657  dom cdm 5658   “ cima 5661  Fun wfun 6560  ‘cfv 6566

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pr 5398

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-ne 2960  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rab 3417  df-v 3456  df-ss 3901  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-id 5553  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-fv 6574

This theorem is used by:  intpreima  7102