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Theorem brwdom2 7997
Description: Alternate characterization of the weak dominance predicate which does not require special treatment of the empty set. (Contributed by Stefan O'Rear, 11-Feb-2015.)
Assertion
Ref Expression
brwdom2  |-  ( Y  e.  V  ->  ( X  ~<_*  Y  <->  E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> X ) )
Distinct variable groups:    y, X, z    y, Y, z
Allowed substitution hints:    V( y, z)

Proof of Theorem brwdom2
Dummy variables  x  w are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elex 3102 . 2  |-  ( Y  e.  V  ->  Y  e.  _V )
2 0wdom 7994 . . . . . 6  |-  ( Y  e.  _V  ->  (/)  ~<_*  Y )
3 breq1 4436 . . . . . 6  |-  ( X  =  (/)  ->  ( X  ~<_*  Y 
<->  (/) 
~<_* 
Y ) )
42, 3syl5ibrcom 222 . . . . 5  |-  ( Y  e.  _V  ->  ( X  =  (/)  ->  X  ~<_*  Y ) )
54imp 429 . . . 4  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =  (/) )  ->  X  ~<_*  Y )
6 0elpw 4602 . . . . . . 7  |-  (/)  e.  ~P Y
7 f1o0 5836 . . . . . . . 8  |-  (/) : (/) -1-1-onto-> (/)
8 f1ofo 5809 . . . . . . . 8  |-  ( (/) :
(/)
-1-1-onto-> (/) 
->  (/) : (/) -onto-> (/) )
9 0ex 4563 . . . . . . . . 9  |-  (/)  e.  _V
10 foeq1 5777 . . . . . . . . 9  |-  ( z  =  (/)  ->  ( z : (/) -onto-> (/)  <->  (/) : (/) -onto-> (/) ) )
119, 10spcev 3185 . . . . . . . 8  |-  ( (/) :
(/) -onto-> (/)  ->  E. z 
z : (/) -onto-> (/) )
127, 8, 11mp2b 10 . . . . . . 7  |-  E. z 
z : (/) -onto-> (/)
13 foeq2 5778 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  (/)  ->  ( z : y -onto-> (/)  <->  z : (/)
-onto-> (/) ) )
1413exbidv 1699 . . . . . . . 8  |-  ( y  =  (/)  ->  ( E. z  z : y
-onto-> (/) 
<->  E. z  z :
(/) -onto-> (/) ) )
1514rspcev 3194 . . . . . . 7  |-  ( (
(/)  e.  ~P Y  /\  E. z  z :
(/) -onto-> (/) )  ->  E. y  e.  ~P  Y E. z 
z : y -onto-> (/) )
166, 12, 15mp2an 672 . . . . . 6  |-  E. y  e.  ~P  Y E. z 
z : y -onto-> (/)
17 foeq3 5779 . . . . . . . 8  |-  ( X  =  (/)  ->  ( z : y -onto-> X  <->  z :
y -onto-> (/) ) )
1817exbidv 1699 . . . . . . 7  |-  ( X  =  (/)  ->  ( E. z  z : y
-onto-> X  <->  E. z  z : y -onto-> (/) ) )
1918rexbidv 2952 . . . . . 6  |-  ( X  =  (/)  ->  ( E. y  e.  ~P  Y E. z  z :
y -onto-> X  <->  E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> (/) ) )
2016, 19mpbiri 233 . . . . 5  |-  ( X  =  (/)  ->  E. y  e.  ~P  Y E. z 
z : y -onto-> X )
2120adantl 466 . . . 4  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =  (/) )  ->  E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> X )
225, 212thd 240 . . 3  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =  (/) )  -> 
( X  ~<_*  Y  <->  E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> X ) )
23 brwdomn0 7993 . . . . 5  |-  ( X  =/=  (/)  ->  ( X  ~<_*  Y  <->  E. x  x : Y -onto-> X ) )
2423adantl 466 . . . 4  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  ->  ( X  ~<_*  Y  <->  E. x  x : Y -onto-> X ) )
25 foeq1 5777 . . . . . . 7  |-  ( x  =  z  ->  (
x : Y -onto-> X  <->  z : Y -onto-> X ) )
2625cbvexv 2008 . . . . . 6  |-  ( E. x  x : Y -onto-> X 
<->  E. z  z : Y -onto-> X )
27 pwidg 4006 . . . . . . . . 9  |-  ( Y  e.  _V  ->  Y  e.  ~P Y )
2827ad2antrr 725 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  /\  E. z  z : Y -onto-> X )  ->  Y  e.  ~P Y )
29 foeq2 5778 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  Y  ->  (
z : y -onto-> X  <-> 
z : Y -onto-> X
) )
3029exbidv 1699 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  Y  ->  ( E. z  z :
y -onto-> X  <->  E. z  z : Y -onto-> X ) )
3130rspcev 3194 . . . . . . . 8  |-  ( ( Y  e.  ~P Y  /\  E. z  z : Y -onto-> X )  ->  E. y  e.  ~P  Y E. z 
z : y -onto-> X )
3228, 31sylancom 667 . . . . . . 7  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  /\  E. z  z : Y -onto-> X )  ->  E. y  e.  ~P  Y E. z 
z : y -onto-> X )
3332ex 434 . . . . . 6  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  ->  ( E. z  z : Y -onto-> X  ->  E. y  e.  ~P  Y E. z 
z : y -onto-> X ) )
3426, 33syl5bi 217 . . . . 5  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  ->  ( E. x  x : Y -onto-> X  ->  E. y  e.  ~P  Y E. z 
z : y -onto-> X ) )
35 n0 3776 . . . . . . . . . . 11  |-  ( X  =/=  (/)  <->  E. w  w  e.  X )
3635biimpi 194 . . . . . . . . . 10  |-  ( X  =/=  (/)  ->  E. w  w  e.  X )
3736ad2antlr 726 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y
-onto-> X ) )  ->  E. w  w  e.  X )
38 vex 3096 . . . . . . . . . . . . 13  |-  z  e. 
_V
39 difexg 4581 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( Y  e.  _V  ->  ( Y  \  y )  e. 
_V )
40 snex 4674 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  { w }  e.  _V
41 xpexg 6583 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( Y  \  y
)  e.  _V  /\  { w }  e.  _V )  ->  ( ( Y 
\  y )  X. 
{ w } )  e.  _V )
4239, 40, 41sylancl 662 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( Y  e.  _V  ->  (
( Y  \  y
)  X.  { w } )  e.  _V )
43 unexg 6582 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( z  e.  _V  /\  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } )  e. 
_V )  ->  (
z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  e.  _V )
4438, 42, 43sylancr 663 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( Y  e.  _V  ->  (
z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  e.  _V )
4544adantr 465 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  ->  (
z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  e.  _V )
4645ad2antrr 725 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  (
z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  e.  _V )
47 fofn 5783 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( z : y -onto-> X  -> 
z  Fn  y )
4847adantl 466 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X )  ->  z  Fn  y )
4948ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  z  Fn  y )
50 vex 3096 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  w  e. 
_V
51 fnconstg 5759 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( w  e.  _V  ->  (
( Y  \  y
)  X.  { w } )  Fn  ( Y  \  y ) )
5250, 51mp1i 12 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  (
( Y  \  y
)  X.  { w } )  Fn  ( Y  \  y ) )
53 disjdif 3882 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  i^i  ( Y  \ 
y ) )  =  (/)
5453a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  (
y  i^i  ( Y  \  y ) )  =  (/) )
55 fnun 5673 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( z  Fn  y  /\  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } )  Fn  ( Y  \  y
) )  /\  (
y  i^i  ( Y  \  y ) )  =  (/) )  ->  ( z  u.  ( ( Y 
\  y )  X. 
{ w } ) )  Fn  ( y  u.  ( Y  \ 
y ) ) )
5649, 52, 54, 55syl21anc 1226 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  (
z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  Fn  (
y  u.  ( Y 
\  y ) ) )
57 elpwi 4002 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  e.  ~P Y  -> 
y  C_  Y )
58 undif 3890 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y 
C_  Y  <->  ( y  u.  ( Y  \  y
) )  =  Y )
5957, 58sylib 196 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  ~P Y  -> 
( y  u.  ( Y  \  y ) )  =  Y )
6059ad2antrl 727 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y
-onto-> X ) )  -> 
( y  u.  ( Y  \  y ) )  =  Y )
6160adantr 465 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  (
y  u.  ( Y 
\  y ) )  =  Y )
6261fneq2d 5658 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  (
( z  u.  (
( Y  \  y
)  X.  { w } ) )  Fn  ( y  u.  ( Y  \  y ) )  <-> 
( z  u.  (
( Y  \  y
)  X.  { w } ) )  Fn  Y ) )
6356, 62mpbid 210 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  (
z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  Fn  Y
)
64 rnun 5400 . . . . . . . . . . . 12  |-  ran  (
z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  =  ( ran  z  u.  ran  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) )
65 forn 5784 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( z : y -onto-> X  ->  ran  z  =  X
)
6665ad2antll 728 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y
-onto-> X ) )  ->  ran  z  =  X
)
6766adantr 465 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  ran  z  =  X )
6867uneq1d 3639 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  ( ran  z  u.  ran  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) )  =  ( X  u.  ran  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) ) )
69 fconst6g 5760 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( w  e.  X  ->  (
( Y  \  y
)  X.  { w } ) : ( Y  \  y ) --> X )
70 frn 5723 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( Y  \  y
)  X.  { w } ) : ( Y  \  y ) --> X  ->  ran  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
)  C_  X )
7169, 70syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( w  e.  X  ->  ran  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } )  C_  X )
7271adantl 466 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  ran  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } )  C_  X )
73 ssequn2 3659 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ran  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } )  C_  X 
<->  ( X  u.  ran  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) )  =  X )
7472, 73sylib 196 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  ( X  u.  ran  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  =  X )
7568, 74eqtrd 2482 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  ( ran  z  u.  ran  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) )  =  X )
7664, 75syl5eq 2494 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  ran  ( z  u.  (
( Y  \  y
)  X.  { w } ) )  =  X )
77 df-fo 5580 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) ) : Y -onto-> X 
<->  ( ( z  u.  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) )  Fn  Y  /\  ran  ( z  u.  (
( Y  \  y
)  X.  { w } ) )  =  X ) )
7863, 76, 77sylanbrc 664 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  (
z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) ) : Y -onto-> X )
79 foeq1 5777 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  =  ( z  u.  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) )  ->  ( x : Y -onto-> X  <->  ( z  u.  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) ) : Y -onto-> X ) )
8079spcegv 3179 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( z  u.  ( ( Y  \  y )  X.  { w }
) )  e.  _V  ->  ( ( z  u.  ( ( Y  \ 
y )  X.  {
w } ) ) : Y -onto-> X  ->  E. x  x : Y -onto-> X ) )
8146, 78, 80sylc 60 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( Y  e. 
_V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y -onto-> X ) )  /\  w  e.  X )  ->  E. x  x : Y -onto-> X )
8237, 81exlimddv 1711 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  /\  ( y  e.  ~P Y  /\  z : y
-onto-> X ) )  ->  E. x  x : Y -onto-> X )
8382expr 615 . . . . . . 7  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  /\  y  e.  ~P Y
)  ->  ( z : y -onto-> X  ->  E. x  x : Y -onto-> X ) )
8483exlimdv 1709 . . . . . 6  |-  ( ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  /\  y  e.  ~P Y
)  ->  ( E. z  z : y
-onto-> X  ->  E. x  x : Y -onto-> X ) )
8584rexlimdva 2933 . . . . 5  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  ->  ( E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> X  ->  E. x  x : Y -onto-> X ) )
8634, 85impbid 191 . . . 4  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  ->  ( E. x  x : Y -onto-> X  <->  E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> X ) )
8724, 86bitrd 253 . . 3  |-  ( ( Y  e.  _V  /\  X  =/=  (/) )  ->  ( X  ~<_*  Y  <->  E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> X ) )
8822, 87pm2.61dane 2759 . 2  |-  ( Y  e.  _V  ->  ( X  ~<_*  Y  <->  E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> X ) )
891, 88syl 16 1  |-  ( Y  e.  V  ->  ( X  ~<_*  Y  <->  E. y  e.  ~P  Y E. z  z : y -onto-> X ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1381   E.wex 1597    e. wcel 1802    =/= wne 2636   E.wrex 2792   _Vcvv 3093    \ cdif 3455    u. cun 3456    i^i cin 3457    C_ wss 3458   (/)c0 3767   ~Pcpw 3993   {csn 4010   class class class wbr 4433    X. cxp 4983   ran crn 4986    Fn wfn 5569   -->wf 5570   -onto->wfo 5572   -1-1-onto->wf1o 5573    ~<_* cwdom 7981
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1603  ax-4 1616  ax-5 1689  ax-6 1732  ax-7 1774  ax-8 1804  ax-9 1806  ax-10 1821  ax-11 1826  ax-12 1838  ax-13 1983  ax-ext 2419  ax-sep 4554  ax-nul 4562  ax-pow 4611  ax-pr 4672  ax-un 6573
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 974  df-tru 1384  df-ex 1598  df-nf 1602  df-sb 1725  df-eu 2270  df-mo 2271  df-clab 2427  df-cleq 2433  df-clel 2436  df-nfc 2591  df-ne 2638  df-ral 2796  df-rex 2797  df-rab 2800  df-v 3095  df-dif 3461  df-un 3463  df-in 3465  df-ss 3472  df-nul 3768  df-if 3923  df-pw 3995  df-sn 4011  df-pr 4013  df-op 4017  df-uni 4231  df-br 4434  df-opab 4492  df-mpt 4493  df-id 4781  df-xp 4991  df-rel 4992  df-cnv 4993  df-co 4994  df-dm 4995  df-rn 4996  df-fun 5576  df-fn 5577  df-f 5578  df-f1 5579  df-fo 5580  df-f1o 5581  df-wdom 7983
This theorem is referenced by:  brwdom3  8006
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