MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ptpjpre1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ptpjpre1 21595
Description: The preimage of a projection function can be expressed as an indexed cartesian product. (Contributed by Mario Carneiro, 6-Feb-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
ptpjpre1.1 𝑋 = X𝑘𝐴 (𝐹𝑘)
Assertion
Ref Expression
ptpjpre1 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) = X𝑘𝐴 if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))
Distinct variable groups:   𝑤,𝑘,𝐴   𝑘,𝐹,𝑤   𝑘,𝐼,𝑤   𝑈,𝑘,𝑤   𝑘,𝑉,𝑤   𝑤,𝑋
Allowed substitution hint:   𝑋(𝑘)

Proof of Theorem ptpjpre1
Dummy variable 𝑧 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fveq2 6332 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝐼 → (𝑤𝑘) = (𝑤𝐼))
2 fveq2 6332 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝐼 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝐼))
32unieqd 4584 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝐼 (𝐹𝑘) = (𝐹𝐼))
41, 3eleq12d 2844 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝐼 → ((𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ↔ (𝑤𝐼) ∈ (𝐹𝐼)))
5 vex 3354 . . . . . . . . . . 11 𝑤 ∈ V
65elixp 8069 . . . . . . . . . 10 (𝑤X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ↔ (𝑤 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
76simprbi 484 . . . . . . . . 9 (𝑤X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) → ∀𝑘𝐴 (𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
8 ptpjpre1.1 . . . . . . . . 9 𝑋 = X𝑘𝐴 (𝐹𝑘)
97, 8eleq2s 2868 . . . . . . . 8 (𝑤𝑋 → ∀𝑘𝐴 (𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
109adantl 467 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ 𝑤𝑋) → ∀𝑘𝐴 (𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
11 simplrl 762 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ 𝑤𝑋) → 𝐼𝐴)
124, 10, 11rspcdva 3466 . . . . . 6 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ 𝑤𝑋) → (𝑤𝐼) ∈ (𝐹𝐼))
13 eqid 2771 . . . . . 6 (𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) = (𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))
1412, 13fmptd 6527 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)):𝑋 (𝐹𝐼))
15 ffn 6185 . . . . 5 ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)):𝑋 (𝐹𝐼) → (𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) Fn 𝑋)
16 elpreima 6480 . . . . 5 ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) Fn 𝑋 → (𝑧 ∈ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) ↔ (𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈)))
1714, 15, 163syl 18 . . . 4 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑧 ∈ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) ↔ (𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈)))
18 fveq1 6331 . . . . . . . . 9 (𝑤 = 𝑧 → (𝑤𝐼) = (𝑧𝐼))
19 fvex 6342 . . . . . . . . 9 (𝑧𝐼) ∈ V
2018, 13, 19fvmpt 6424 . . . . . . . 8 (𝑧𝑋 → ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) = (𝑧𝐼))
2120eleq1d 2835 . . . . . . 7 (𝑧𝑋 → (((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈 ↔ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
2221pm5.32i 564 . . . . . 6 ((𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧𝑋 ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
238eleq2i 2842 . . . . . . . . 9 (𝑧𝑋𝑧X𝑘𝐴 (𝐹𝑘))
24 vex 3354 . . . . . . . . . 10 𝑧 ∈ V
2524elixp 8069 . . . . . . . . 9 (𝑧X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
2623, 25bitri 264 . . . . . . . 8 (𝑧𝑋 ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
2726anbi1i 610 . . . . . . 7 ((𝑧𝑋 ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) ↔ ((𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
28 anass 459 . . . . . . 7 (((𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)))
2927, 28bitri 264 . . . . . 6 ((𝑧𝑋 ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)))
3022, 29bitri 264 . . . . 5 ((𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)))
31 simprl 754 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)
32 fveq2 6332 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝐼 → (𝑧𝑘) = (𝑧𝐼))
33 iftrue 4231 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝐼 → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) = 𝑈)
3432, 33eleq12d 2844 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝐼 → ((𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ↔ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
3531, 34syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (𝑘 = 𝐼 → (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
36 simprr 756 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
37 iffalse 4234 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘 = 𝐼 → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) = (𝐹𝑘))
3837eleq2d 2836 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘 = 𝐼 → ((𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ↔ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
3936, 38syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (¬ 𝑘 = 𝐼 → (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
4035, 39pm2.61d 171 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))
4140expr 444 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) → ((𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) → (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
4241ralimdv 3112 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) → ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
4342expimpd 441 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)) → ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
4443ancomsd 456 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) → ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
45 elssuni 4603 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑈 ∈ (𝐹𝐼) → 𝑈 (𝐹𝐼))
4645ad2antll 708 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → 𝑈 (𝐹𝐼))
4733, 3sseq12d 3783 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝐼 → (if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ⊆ (𝐹𝑘) ↔ 𝑈 (𝐹𝐼)))
4846, 47syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑘 = 𝐼 → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ⊆ (𝐹𝑘)))
49 ssid 3773 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹𝑘) ⊆ (𝐹𝑘)
5037, 49syl6eqss 3804 . . . . . . . . . . 11 𝑘 = 𝐼 → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ⊆ (𝐹𝑘))
5148, 50pm2.61d1 172 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ⊆ (𝐹𝑘))
5251sseld 3751 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
5352ralimdv 3112 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
5434rspcv 3456 . . . . . . . . 9 (𝐼𝐴 → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
5554ad2antrl 707 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
5653, 55jcad 502 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)))
5744, 56impbid 202 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) ↔ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
5857anbi2d 614 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((𝑧 Fn 𝐴 ∧ (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))))
5930, 58syl5bb 272 . . . 4 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))))
6017, 59bitrd 268 . . 3 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑧 ∈ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))))
6124elixp 8069 . . 3 (𝑧X𝑘𝐴 if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
6260, 61syl6bbr 278 . 2 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑧 ∈ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) ↔ 𝑧X𝑘𝐴 if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
6362eqrdv 2769 1 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) = X𝑘𝐴 if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 382   = wceq 1631  wcel 2145  wral 3061  wss 3723  ifcif 4225   cuni 4574  cmpt 4863  ccnv 5248  cima 5252   Fn wfn 6026  wf 6027  cfv 6031  Xcixp 8062  Topctop 20918
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pr 5034
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 835  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-ral 3066  df-rex 3067  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-nul 4064  df-if 4226  df-sn 4317  df-pr 4319  df-op 4323  df-uni 4575  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-id 5157  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-fv 6039  df-ixp 8063
This theorem is referenced by:  ptpjpre2  21604  ptbasfi  21605
  Copyright terms: Public domain W3C validator