Theorem phpreu 36472

Description: Theorem related to pigeonhole principle. (Contributed by Brendan Leahy, 21-Aug-2020.)

Assertion

Ref	Expression
phpreu	⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝐶

Allowed substitution hint:   𝐶(𝑦)

Proof of Theorem phpreu

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eleq1 2822	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑥 = 𝐶 → (𝑥 ∈ 𝐴 ↔ 𝐶 ∈ 𝐴))
2	1	biimpac 480	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 = 𝐶) → 𝐶 ∈ 𝐴)
3		rabid 3453	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↔ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝐶 ∈ 𝐴))
4	3	simplbi2com 504	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝐶 ∈ 𝐴 → (𝑦 ∈ 𝐵 → 𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}))
5	2, 4	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑥 = 𝐶) → (𝑦 ∈ 𝐵 → 𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}))
6	5	impancom 453	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 = 𝐶 → 𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}))
7	6	ancrd 553	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 = 𝐶 → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)))
8	7	expimpd 455	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑥 = 𝐶) → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)))
9	8	reximdv2 3165	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → (∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 → ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑥 = 𝐶))
10	9	ralimia 3081	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑥 = 𝐶)
11	3	simplbi 499	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} → 𝑦 ∈ 𝐵)
12	6	pm4.71rd 564	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 = 𝐶 ↔ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)))
13		df-mpt 5233	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶) = {⟨𝑦, 𝑥⟩ ∣ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)}
14	13	breqi 5155	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥 ↔ 𝑦{⟨𝑦, 𝑥⟩ ∣ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)}𝑥)
15		df-br 5150	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑦{⟨𝑦, 𝑥⟩ ∣ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)}𝑥 ↔ ⟨𝑦, 𝑥⟩ ∈ {⟨𝑦, 𝑥⟩ ∣ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)})
16		opabidw 5525	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (⟨𝑦, 𝑥⟩ ∈ {⟨𝑦, 𝑥⟩ ∣ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)} ↔ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶))
17	14, 15, 16	3bitri 297	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥 ↔ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶))
18	12, 17	bitr4di 289	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 = 𝐶 ↔ 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
19	11, 18	sylan2 594	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}) → (𝑥 = 𝐶 ↔ 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
20	19	rexbidva 3177	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → (∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑥 = 𝐶 ↔ ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
21	20	ralbiia 3092	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑥 = 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
22		breq2 5153	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎 ↔ 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
23	22	rexbidv 3179	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎 ↔ ∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
24		nfcv 2904	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ Ⅎ𝑏{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}
25		nfrab1 3452	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ Ⅎ𝑦{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}
26		nfcv 2904	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ Ⅎ𝑦𝑏
27		nfmpt1 5257	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ Ⅎ𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)
28		nfcv 2904	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ Ⅎ𝑦𝑥
29	26, 27, 28	nfbr 5196	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ Ⅎ𝑦 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥
30		nfv 1918	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ Ⅎ𝑏 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥
31		breq1 5152	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑏 = 𝑦 → (𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥 ↔ 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
32	24, 25, 29, 30, 31	cbvrexfw 3303	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥 ↔ ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
33	23, 32	bitrdi 287	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎 ↔ ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
34	33	cbvralvw 3235	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (∀𝑎 ∈ 𝐴 ∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
35	21, 34	bitr4i 278	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑥 = 𝐶 ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐴 ∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎)
36	10, 35	sylib 217	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 → ∀𝑎 ∈ 𝐴 ∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎)
37		nfv 1918	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Ⅎ𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)
38	25	nfcri 2891	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ Ⅎ𝑦 𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}
39		nfcsb1v 3919	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ Ⅎ𝑦⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶
40	39	nfeq2 2921	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ Ⅎ𝑦 𝑥 = ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶
41	38, 40	nfan 1903	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Ⅎ𝑦(𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶)
42		eleq1 2822	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↔ 𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}))
43		csbeq1a 3908	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → 𝐶 = ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶)
44	43	eqeq2d 2744	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → (𝑥 = 𝐶 ↔ 𝑥 = ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶))
45	42, 44	anbi12d 632	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶) ↔ (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶)))
46	37, 41, 45	cbvopab1 5224	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ {⟨𝑦, 𝑥⟩ ∣ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = 𝐶)} = {⟨𝑏, 𝑥⟩ ∣ (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶)}
47		df-mpt 5233	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶) = {⟨𝑏, 𝑥⟩ ∣ (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∧ 𝑥 = ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶)}
48	46, 13, 47	3eqtr4i 2771	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶) = (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶)
49		nfcv 2904	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Ⅎ𝑦𝐵
50	39	nfel1 2920	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ Ⅎ𝑦⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶 ∈ 𝐴
51	43	eleq1d 2819	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → (𝐶 ∈ 𝐴 ↔ ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶 ∈ 𝐴))
52	26, 49, 50, 51	elrabf 3680	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↔ (𝑏 ∈ 𝐵 ∧ ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶 ∈ 𝐴))
53	52	simprbi 498	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} → ⦋𝑏 / 𝑦⦌𝐶 ∈ 𝐴)
54	48, 53	fmpti 7112	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}⟶𝐴
55	36, 54	jctil 521	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 → ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}⟶𝐴 ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐴 ∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎))
56		dffo4 7105	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–onto→𝐴 ↔ ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}⟶𝐴 ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐴 ∃𝑏 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎))
57	55, 56	sylibr 233	. . . . . . . . 9 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–onto→𝐴)
58	57	adantl 483	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–onto→𝐴)
59		relen 8944	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ Rel ≈
60	59	brrelex2i 5734	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ≈ 𝐵 → 𝐵 ∈ V)
61		ssrab2 4078	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ⊆ 𝐵
62		ssdomg 8996	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐵 ∈ V → ({𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ⊆ 𝐵 → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≼ 𝐵))
63	60, 61, 62	mpisyl 21	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ≈ 𝐵 → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≼ 𝐵)
64		ensym 8999	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐴 ≈ 𝐵 → 𝐵 ≈ 𝐴)
65		domentr 9009	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (({𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≼ 𝐵 ∧ 𝐵 ≈ 𝐴) → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≼ 𝐴)
66	63, 64, 65	syl2anc 585	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐴 ≈ 𝐵 → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≼ 𝐴)
67	66	ad2antlr 726	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≼ 𝐴)
68		enfi 9190	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐴 ≈ 𝐵 → (𝐴 ∈ Fin ↔ 𝐵 ∈ Fin))
69	68	biimpac 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) → 𝐵 ∈ Fin)
70		rabfi 9269	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐵 ∈ Fin → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∈ Fin)
71	69, 70	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∈ Fin)
72		fodomfi 9325	. . . . . . . . . 10 ⊢ (({𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ∈ Fin ∧ (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–onto→𝐴) → 𝐴 ≼ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴})
73	71, 57, 72	syl2an 597	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → 𝐴 ≼ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴})
74		sbth 9093	. . . . . . . . 9 ⊢ (({𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≼ 𝐴 ∧ 𝐴 ≼ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}) → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≈ 𝐴)
75	67, 73, 74	syl2anc 585	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≈ 𝐴)
76		simpll 766	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → 𝐴 ∈ Fin)
77		fofinf1o 9327	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–onto→𝐴 ∧ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ≈ 𝐴 ∧ 𝐴 ∈ Fin) → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–1-1-onto→𝐴)
78	58, 75, 76, 77	syl3anc 1372	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–1-1-onto→𝐴)
79		f1of1 6833	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–1-1-onto→𝐴 → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–1-1→𝐴)
80	78, 79	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → (𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–1-1→𝐴)
81		dff12 6787	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–1-1→𝐴 ↔ ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}⟶𝐴 ∧ ∀𝑎∃*𝑏 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎))
82	81	simprbi 498	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–1-1→𝐴 → ∀𝑎∃*𝑏 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎)
83	22	mobidv 2544	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∃*𝑏 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎 ↔ ∃*𝑏 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
84	29, 30, 31	cbvmow 2598	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃*𝑏 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥 ↔ ∃*𝑦 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
85	83, 84	bitrdi 287	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑎 = 𝑥 → (∃*𝑏 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎 ↔ ∃*𝑦 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
86	85	cbvalvw 2040	. . . . . . 7 ⊢ (∀𝑎∃*𝑏 𝑏(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑎 ↔ ∀𝑥∃*𝑦 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
87	82, 86	sylib 217	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶):{𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴}–1-1→𝐴 → ∀𝑥∃*𝑦 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
88		mormo 3382	. . . . . . 7 ⊢ (∃*𝑦 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥 → ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
89	88	alimi 1814	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥∃*𝑦 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥 → ∀𝑥∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
90		alral 3076	. . . . . 6 ⊢ (∀𝑥∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
91	80, 87, 89, 90	4syl 19	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
92	18	rmobidva 3392	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐴 → (∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ↔ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥))
93	92	ralbiia 3092	. . . . 5 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑦(𝑦 ∈ {𝑦 ∈ 𝐵 ∣ 𝐶 ∈ 𝐴} ↦ 𝐶)𝑥)
94	91, 93	sylibr 233	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶)
95	94	ex 414	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶))
96	95	pm4.71d 563	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶)))
97		reu5 3379	. . . 4 ⊢ (∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ↔ (∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ∧ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶))
98	97	ralbii 3094	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 (∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ∧ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶))
99		r19.26 3112	. . 3 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 (∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ∧ ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶) ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶))
100	98, 99	bitri 275	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ↔ (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃*𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶))
101	96, 100	bitr4di 289	1 ⊢ ((𝐴 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) → (∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∃!𝑦 ∈ 𝐵 𝑥 = 𝐶))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397  ∀wal 1540   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  ∃*wmo 2533  ∀wral 3062  ∃wrex 3071  ∃!wreu 3375  ∃*wrmo 3376  {crab 3433  Vcvv 3475  ⦋csb 3894   ⊆ wss 3949  ⟨cop 4635   class class class wbr 5149  {copab 5211   ↦ cmpt 5232  ⟶wf 6540  –1-1→wf1 6541  –onto→wfo 6542  –1-1-onto→wf1o 6543   ≈ cen 8936   ≼ cdom 8937  Fincfn 8939

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-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  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-nfc 2886  df-ne 2942  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  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-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-om 7856  df-1o 8466  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943

This theorem is referenced by:  poimirlem25  36513  poimirlem26  36514