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Theorem resixpfo 8489
Description: Restriction of elements of an infinite Cartesian product creates a surjection, if the original Cartesian product is nonempty. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Aug-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
resixpfo.1 𝐹 = (𝑓X𝑥𝐴 𝐶 ↦ (𝑓𝐵))
Assertion
Ref Expression
resixpfo ((𝐵𝐴X𝑥𝐴 𝐶 ≠ ∅) → 𝐹:X𝑥𝐴 𝐶ontoX𝑥𝐵 𝐶)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑓,𝐴   𝐵,𝑓,𝑥   𝐶,𝑓
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥)   𝐹(𝑥,𝑓)

Proof of Theorem resixpfo
Dummy variables 𝑔 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 resixp 8486 . . . 4 ((𝐵𝐴𝑓X𝑥𝐴 𝐶) → (𝑓𝐵) ∈ X𝑥𝐵 𝐶)
2 resixpfo.1 . . . 4 𝐹 = (𝑓X𝑥𝐴 𝐶 ↦ (𝑓𝐵))
31, 2fmptd 6874 . . 3 (𝐵𝐴𝐹:X𝑥𝐴 𝐶X𝑥𝐵 𝐶)
43adantr 481 . 2 ((𝐵𝐴X𝑥𝐴 𝐶 ≠ ∅) → 𝐹:X𝑥𝐴 𝐶X𝑥𝐵 𝐶)
5 n0 4314 . . . 4 (X𝑥𝐴 𝐶 ≠ ∅ ↔ ∃𝑔 𝑔X𝑥𝐴 𝐶)
6 eleq1w 2900 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 = 𝑥 → (𝑧𝐵𝑥𝐵))
76ifbid 4492 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝑥 → if(𝑧𝐵, , 𝑔) = if(𝑥𝐵, , 𝑔))
8 id 22 . . . . . . . . . . 11 (𝑧 = 𝑥𝑧 = 𝑥)
97, 8fveq12d 6674 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑥 → (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧) = (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥))
109cbvmptv 5166 . . . . . . . . 9 (𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) = (𝑥𝐴 ↦ (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥))
11 vex 3503 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ∈ V
1211elixp 8457 . . . . . . . . . . . . . . 15 (X𝑥𝐵 𝐶 ↔ ( Fn 𝐵 ∧ ∀𝑥𝐵 (𝑥) ∈ 𝐶))
1312simprbi 497 . . . . . . . . . . . . . 14 (X𝑥𝐵 𝐶 → ∀𝑥𝐵 (𝑥) ∈ 𝐶)
14 fveq1 6666 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ( = if(𝑥𝐵, , 𝑔) → (𝑥) = (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥))
1514eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ( = if(𝑥𝐵, , 𝑔) → ((𝑥) ∈ 𝐶 ↔ (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
16 fveq1 6666 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑔 = if(𝑥𝐵, , 𝑔) → (𝑔𝑥) = (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥))
1716eleq1d 2902 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑔 = if(𝑥𝐵, , 𝑔) → ((𝑔𝑥) ∈ 𝐶 ↔ (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
18 simpl 483 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑥𝐵 → (𝑥) ∈ 𝐶) ∧ (𝑥𝐴 ∧ (𝑔𝑥) ∈ 𝐶)) → (𝑥𝐵 → (𝑥) ∈ 𝐶))
1918imp 407 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝑥𝐵 → (𝑥) ∈ 𝐶) ∧ (𝑥𝐴 ∧ (𝑔𝑥) ∈ 𝐶)) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑥) ∈ 𝐶)
20 simplrr 774 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝑥𝐵 → (𝑥) ∈ 𝐶) ∧ (𝑥𝐴 ∧ (𝑔𝑥) ∈ 𝐶)) ∧ ¬ 𝑥𝐵) → (𝑔𝑥) ∈ 𝐶)
2115, 17, 19, 20ifbothda 4507 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑥𝐵 → (𝑥) ∈ 𝐶) ∧ (𝑥𝐴 ∧ (𝑔𝑥) ∈ 𝐶)) → (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶)
2221exp32 421 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑥𝐵 → (𝑥) ∈ 𝐶) → (𝑥𝐴 → ((𝑔𝑥) ∈ 𝐶 → (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶)))
2322ralimi2 3162 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀𝑥𝐵 (𝑥) ∈ 𝐶 → ∀𝑥𝐴 ((𝑔𝑥) ∈ 𝐶 → (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
2413, 23syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (X𝑥𝐵 𝐶 → ∀𝑥𝐴 ((𝑔𝑥) ∈ 𝐶 → (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
2524adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) → ∀𝑥𝐴 ((𝑔𝑥) ∈ 𝐶 → (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
26 ralim 3167 . . . . . . . . . . . 12 (∀𝑥𝐴 ((𝑔𝑥) ∈ 𝐶 → (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶) → (∀𝑥𝐴 (𝑔𝑥) ∈ 𝐶 → ∀𝑥𝐴 (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
2725, 26syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) → (∀𝑥𝐴 (𝑔𝑥) ∈ 𝐶 → ∀𝑥𝐴 (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
28 vex 3503 . . . . . . . . . . . . 13 𝑔 ∈ V
2928elixp 8457 . . . . . . . . . . . 12 (𝑔X𝑥𝐴 𝐶 ↔ (𝑔 Fn 𝐴 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝑔𝑥) ∈ 𝐶))
3029simprbi 497 . . . . . . . . . . 11 (𝑔X𝑥𝐴 𝐶 → ∀𝑥𝐴 (𝑔𝑥) ∈ 𝐶)
3127, 30impel 506 . . . . . . . . . 10 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → ∀𝑥𝐴 (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶)
32 n0i 4303 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑔X𝑥𝐴 𝐶 → ¬ X𝑥𝐴 𝐶 = ∅)
33 ixpprc 8472 . . . . . . . . . . . . 13 𝐴 ∈ V → X𝑥𝐴 𝐶 = ∅)
3432, 33nsyl2 143 . . . . . . . . . . . 12 (𝑔X𝑥𝐴 𝐶𝐴 ∈ V)
3534adantl 482 . . . . . . . . . . 11 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → 𝐴 ∈ V)
36 mptelixpg 8488 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ V → ((𝑥𝐴 ↦ (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥)) ∈ X𝑥𝐴 𝐶 ↔ ∀𝑥𝐴 (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
3735, 36syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → ((𝑥𝐴 ↦ (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥)) ∈ X𝑥𝐴 𝐶 ↔ ∀𝑥𝐴 (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥) ∈ 𝐶))
3831, 37mpbird 258 . . . . . . . . 9 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → (𝑥𝐴 ↦ (if(𝑥𝐵, , 𝑔)‘𝑥)) ∈ X𝑥𝐴 𝐶)
3910, 38eqeltrid 2922 . . . . . . . 8 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → (𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) ∈ X𝑥𝐴 𝐶)
40 reseq1 5846 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) → (𝑓𝐵) = ((𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) ↾ 𝐵))
41 iftrue 4476 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧𝐵 → if(𝑧𝐵, , 𝑔) = )
4241fveq1d 6669 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑧𝐵 → (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧) = (𝑧))
4342mpteq2ia 5154 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧𝐵 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) = (𝑧𝐵 ↦ (𝑧))
44 resmpt 5904 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐵𝐴 → ((𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) ↾ 𝐵) = (𝑧𝐵 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)))
4544ad2antrr 722 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → ((𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) ↾ 𝐵) = (𝑧𝐵 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)))
46 ixpfn 8456 . . . . . . . . . . . . . 14 (X𝑥𝐵 𝐶 Fn 𝐵)
4746ad2antlr 723 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → Fn 𝐵)
48 dffn5 6721 . . . . . . . . . . . . 13 ( Fn 𝐵 = (𝑧𝐵 ↦ (𝑧)))
4947, 48sylib 219 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → = (𝑧𝐵 ↦ (𝑧)))
5043, 45, 493eqtr4a 2887 . . . . . . . . . . 11 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → ((𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) ↾ 𝐵) = )
5150, 11syl6eqel 2926 . . . . . . . . . 10 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → ((𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) ↾ 𝐵) ∈ V)
522, 40, 39, 51fvmptd3 6787 . . . . . . . . 9 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → (𝐹‘(𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧))) = ((𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) ↾ 𝐵))
5352, 50eqtr2d 2862 . . . . . . . 8 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → = (𝐹‘(𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧))))
54 fveq2 6667 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) → (𝐹𝑦) = (𝐹‘(𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧))))
5554rspceeqv 3642 . . . . . . . 8 (((𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)) ∈ X𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹‘(𝑧𝐴 ↦ (if(𝑧𝐵, , 𝑔)‘𝑧)))) → ∃𝑦X 𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹𝑦))
5639, 53, 55syl2anc 584 . . . . . . 7 (((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) ∧ 𝑔X𝑥𝐴 𝐶) → ∃𝑦X 𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹𝑦))
5756ex 413 . . . . . 6 ((𝐵𝐴X𝑥𝐵 𝐶) → (𝑔X𝑥𝐴 𝐶 → ∃𝑦X 𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹𝑦)))
5857ralrimdva 3194 . . . . 5 (𝐵𝐴 → (𝑔X𝑥𝐴 𝐶 → ∀X 𝑥𝐵 𝐶𝑦X 𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹𝑦)))
5958exlimdv 1927 . . . 4 (𝐵𝐴 → (∃𝑔 𝑔X𝑥𝐴 𝐶 → ∀X 𝑥𝐵 𝐶𝑦X 𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹𝑦)))
605, 59syl5bi 243 . . 3 (𝐵𝐴 → (X𝑥𝐴 𝐶 ≠ ∅ → ∀X 𝑥𝐵 𝐶𝑦X 𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹𝑦)))
6160imp 407 . 2 ((𝐵𝐴X𝑥𝐴 𝐶 ≠ ∅) → ∀X 𝑥𝐵 𝐶𝑦X 𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹𝑦))
62 dffo3 6864 . 2 (𝐹:X𝑥𝐴 𝐶ontoX𝑥𝐵 𝐶 ↔ (𝐹:X𝑥𝐴 𝐶X𝑥𝐵 𝐶 ∧ ∀X 𝑥𝐵 𝐶𝑦X 𝑥𝐴 𝐶 = (𝐹𝑦)))
634, 61, 62sylanbrc 583 1 ((𝐵𝐴X𝑥𝐴 𝐶 ≠ ∅) → 𝐹:X𝑥𝐴 𝐶ontoX𝑥𝐵 𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 207  wa 396   = wceq 1530  wex 1773  wcel 2107  wne 3021  wral 3143  wrex 3144  Vcvv 3500  wss 3940  c0 4295  ifcif 4470  cmpt 5143  cres 5556   Fn wfn 6347  wf 6348  ontowfo 6350  cfv 6352  Xcixp 8450
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-rep 5187  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7451
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-nul 4296  df-if 4471  df-sn 4565  df-pr 4567  df-op 4571  df-uni 4838  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-id 5459  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-iota 6312  df-fun 6354  df-fn 6355  df-f 6356  df-f1 6357  df-fo 6358  df-f1o 6359  df-fv 6360  df-ixp 8451
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