Theorem iinpreima 7071

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 766	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → Fun 𝐹)
2		cnvimass 6081	. . . . . . 7 ⊢ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ⊆ dom 𝐹
3	2	sseli 3979	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
4	3	adantl 483	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
5		fvex 6905	. . . . . 6 ⊢ (𝐹‘𝑦) ∈ V
6		fvimacnvi 7054	. . . . . . 7 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
7	6	adantlr 714	. . . . . 6 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
8		eliin 5003	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹‘𝑦) ∈ V → ((𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵))
9	8	biimpa 478	. . . . . 6 ⊢ (((𝐹‘𝑦) ∈ V ∧ (𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵)
10	5, 7, 9	sylancr 588	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵)
11		fvimacnv 7055	. . . . . . 7 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → ((𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵 ↔ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
12	11	ralbidv 3178	. . . . . 6 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
13	12	biimpa 478	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
14	1, 4, 10, 13	syl21anc 837	. . . 4 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
15		eliin 5003	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
16	15	elv 3481	. . . 4 ⊢ (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
17	14, 16	sylibr 233	. . 3 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)) → 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵))
18		simpll 766	. . . . . 6 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → Fun 𝐹)
19	15	biimpd 228	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑦 ∈ V → (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
20	19	elv 3481	. . . . . . 7 ⊢ (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
21	20	adantl 483	. . . . . 6 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵))
22		fvimacnvi 7054	. . . . . . . 8 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵)
23	22	ex 414	. . . . . . 7 ⊢ (Fun 𝐹 → (𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵))
24	23	ralimdv 3170	. . . . . 6 ⊢ (Fun 𝐹 → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 (𝐹‘𝑦) ∈ 𝐵))
25	18, 21, 24	sylc 65	. . . . 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 233	. . . 4 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)
28		r19.2zb 4496	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
29	28	biimpi 215	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → ∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵)))
30		cnvimass 6081	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (◡𝐹 “ 𝐵) ⊆ dom 𝐹
31	30	sseli 3979	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
32	31	rexlimivw 3152	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
33	29, 32	syl6 35	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → (∀𝑥 ∈ 𝐴 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹))
34	16, 33	biimtrid 241	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ≠ ∅ → (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹))
35	34	adantl 483	. . . . . 6 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵) → 𝑦 ∈ dom 𝐹))
36	35	imp 408	. . . . 5 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → 𝑦 ∈ dom 𝐹)
37		fvimacnv 7055	. . . . 5 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ dom 𝐹) → ((𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)))
38	18, 36, 37	syl2anc 585	. . . 4 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → ((𝐹‘𝑦) ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵 ↔ 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵)))
39	27, 38	mpbid 231	. . 3 ⊢ (((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) ∧ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)) → 𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵))
40	17, 39	impbida 800	. 2 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (𝑦 ∈ (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) ↔ 𝑦 ∈ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵)))
41	40	eqrdv 2731	1 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ 𝐴 ≠ ∅) → (◡𝐹 “ ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 𝐵) = ∩ 𝑥 ∈ 𝐴 (◡𝐹 “ 𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2941  ∀wral 3062  ∃wrex 3071  Vcvv 3475  ∅c0 4323  ∩ ciin 4999  ^◡ccnv 5676  dom cdm 5677   “ cima 5680  Fun wfun 6538  ‘cfv 6544

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pr 5428

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rab 3434  df-v 3477  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-nul 4324  df-if 4530  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iin 5001  df-br 5150  df-opab 5212  df-id 5575  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-fv 6552

This theorem is referenced by:  intpreima  7072