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

Theorem ptpjpre1 22186
 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 6646 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝐼 → (𝑤𝑘) = (𝑤𝐼))
2 fveq2 6646 . . . . . . . . 9 (𝑘 = 𝐼 → (𝐹𝑘) = (𝐹𝐼))
32unieqd 4815 . . . . . . . 8 (𝑘 = 𝐼 (𝐹𝑘) = (𝐹𝐼))
41, 3eleq12d 2884 . . . . . . 7 (𝑘 = 𝐼 → ((𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ↔ (𝑤𝐼) ∈ (𝐹𝐼)))
5 vex 3444 . . . . . . . . . . 11 𝑤 ∈ V
65elixp 8454 . . . . . . . . . 10 (𝑤X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ↔ (𝑤 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
76simprbi 500 . . . . . . . . 9 (𝑤X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) → ∀𝑘𝐴 (𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
8 ptpjpre1.1 . . . . . . . . 9 𝑋 = X𝑘𝐴 (𝐹𝑘)
97, 8eleq2s 2908 . . . . . . . 8 (𝑤𝑋 → ∀𝑘𝐴 (𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
109adantl 485 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ 𝑤𝑋) → ∀𝑘𝐴 (𝑤𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
11 simplrl 776 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ 𝑤𝑋) → 𝐼𝐴)
124, 10, 11rspcdva 3573 . . . . . 6 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ 𝑤𝑋) → (𝑤𝐼) ∈ (𝐹𝐼))
1312fmpttd 6857 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)):𝑋 (𝐹𝐼))
14 ffn 6488 . . . . 5 ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)):𝑋 (𝐹𝐼) → (𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) Fn 𝑋)
15 elpreima 6806 . . . . 5 ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) Fn 𝑋 → (𝑧 ∈ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) ↔ (𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈)))
1613, 14, 153syl 18 . . . 4 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑧 ∈ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) ↔ (𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈)))
17 fveq1 6645 . . . . . . . . 9 (𝑤 = 𝑧 → (𝑤𝐼) = (𝑧𝐼))
18 eqid 2798 . . . . . . . . 9 (𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) = (𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))
19 fvex 6659 . . . . . . . . 9 (𝑧𝐼) ∈ V
2017, 18, 19fvmpt 6746 . . . . . . . 8 (𝑧𝑋 → ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) = (𝑧𝐼))
2120eleq1d 2874 . . . . . . 7 (𝑧𝑋 → (((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈 ↔ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
2221pm5.32i 578 . . . . . 6 ((𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧𝑋 ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
238eleq2i 2881 . . . . . . . . 9 (𝑧𝑋𝑧X𝑘𝐴 (𝐹𝑘))
24 vex 3444 . . . . . . . . . 10 𝑧 ∈ V
2524elixp 8454 . . . . . . . . 9 (𝑧X𝑘𝐴 (𝐹𝑘) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
2623, 25bitri 278 . . . . . . . 8 (𝑧𝑋 ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
2726anbi1i 626 . . . . . . 7 ((𝑧𝑋 ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) ↔ ((𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
28 anass 472 . . . . . . 7 (((𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)))
2927, 28bitri 278 . . . . . 6 ((𝑧𝑋 ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)))
3022, 29bitri 278 . . . . 5 ((𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)))
31 simprl 770 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)
32 fveq2 6646 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝐼 → (𝑧𝑘) = (𝑧𝐼))
33 iftrue 4431 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑘 = 𝐼 → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) = 𝑈)
3432, 33eleq12d 2884 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑘 = 𝐼 → ((𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ↔ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
3531, 34syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (𝑘 = 𝐼 → (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
36 simprr 772 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))
37 iffalse 4434 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑘 = 𝐼 → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) = (𝐹𝑘))
3837eleq2d 2875 . . . . . . . . . . . . 13 𝑘 = 𝐼 → ((𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ↔ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
3936, 38syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (¬ 𝑘 = 𝐼 → (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
4035, 39pm2.61d 182 . . . . . . . . . . 11 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ ((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘))) → (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))
4140expr 460 . . . . . . . . . 10 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) → ((𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) → (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
4241ralimdv 3145 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) → ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
4342expimpd 457 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (((𝑧𝐼) ∈ 𝑈 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)) → ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
4443ancomsd 469 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) → ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
45 elssuni 4831 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑈 ∈ (𝐹𝐼) → 𝑈 (𝐹𝐼))
4645ad2antll 728 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → 𝑈 (𝐹𝐼))
4733, 3sseq12d 3948 . . . . . . . . . . . 12 (𝑘 = 𝐼 → (if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ⊆ (𝐹𝑘) ↔ 𝑈 (𝐹𝐼)))
4846, 47syl5ibrcom 250 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑘 = 𝐼 → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ⊆ (𝐹𝑘)))
49 ssid 3937 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹𝑘) ⊆ (𝐹𝑘)
5037, 49eqsstrdi 3969 . . . . . . . . . . 11 𝑘 = 𝐼 → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ⊆ (𝐹𝑘))
5148, 50pm2.61d1 183 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ⊆ (𝐹𝑘))
5251sseld 3914 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
5352ralimdv 3145 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘)))
5434rspcv 3566 . . . . . . . . 9 (𝐼𝐴 → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
5554ad2antrl 727 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → (𝑧𝐼) ∈ 𝑈))
5653, 55jcad 516 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) → (∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈)))
5744, 56impbid 215 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ (𝐹𝑘) ∧ (𝑧𝐼) ∈ 𝑈) ↔ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
5857anbi2d 631 . . . . 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 286 . . . 4 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → ((𝑧𝑋 ∧ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼))‘𝑧) ∈ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))))
6016, 59bitrd 282 . . 3 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑧 ∈ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)))))
6124elixp 8454 . . 3 (𝑧X𝑘𝐴 if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘)) ↔ (𝑧 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑘𝐴 (𝑧𝑘) ∈ if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
6260, 61bitr4di 292 . 2 (((𝐴𝑉𝐹:𝐴⟶Top) ∧ (𝐼𝐴𝑈 ∈ (𝐹𝐼))) → (𝑧 ∈ ((𝑤𝑋 ↦ (𝑤𝐼)) “ 𝑈) ↔ 𝑧X𝑘𝐴 if(𝑘 = 𝐼, 𝑈, (𝐹𝑘))))
6362eqrdv 2796 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 209   ∧ wa 399   = wceq 1538   ∈ wcel 2111  ∀wral 3106   ⊆ wss 3881  ifcif 4425  ∪ cuni 4801   ↦ cmpt 5111  ◡ccnv 5519   “ cima 5523   Fn wfn 6320  ⟶wf 6321  ‘cfv 6325  Xcixp 8447  Topctop 21508 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2770  ax-sep 5168  ax-nul 5175  ax-pr 5296 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2598  df-eu 2629  df-clab 2777  df-cleq 2791  df-clel 2870  df-nfc 2938  df-ne 2988  df-ral 3111  df-rex 3112  df-rab 3115  df-v 3443  df-sbc 3721  df-dif 3884  df-un 3886  df-in 3888  df-ss 3898  df-nul 4244  df-if 4426  df-sn 4526  df-pr 4528  df-op 4532  df-uni 4802  df-br 5032  df-opab 5094  df-mpt 5112  df-id 5426  df-xp 5526  df-rel 5527  df-cnv 5528  df-co 5529  df-dm 5530  df-rn 5531  df-res 5532  df-ima 5533  df-iota 6284  df-fun 6327  df-fn 6328  df-f 6329  df-fv 6333  df-ixp 8448 This theorem is referenced by:  ptpjpre2  22195  ptbasfi  22196
 Copyright terms: Public domain W3C validator