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Theorem elfm3 19365
Description: An alternate formulation of elementhood in a mapping filter that requires  F to be onto. (Contributed by Jeff Hankins, 1-Oct-2009.) (Revised by Stefan O'Rear, 6-Aug-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
elfm2.l  |-  L  =  ( Y filGen B )
Assertion
Ref Expression
elfm3  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( A  e.  ( ( X  FilMap  F ) `  B )  <->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) ) )
Distinct variable groups:    x, B    x, F    x, X    x, A    x, L    x, Y

Proof of Theorem elfm3
Dummy variables  y 
z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 foima 5613 . . . 4  |-  ( F : Y -onto-> X  -> 
( F " Y
)  =  X )
21adantl 463 . . 3  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( F " Y )  =  X )
3 fofun 5609 . . . 4  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  Fun  F )
4 elfvdm 5704 . . . 4  |-  ( B  e.  ( fBas `  Y
)  ->  Y  e.  dom  fBas )
5 funimaexg 5483 . . . 4  |-  ( ( Fun  F  /\  Y  e.  dom  fBas )  ->  ( F " Y )  e. 
_V )
63, 4, 5syl2anr 475 . . 3  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( F " Y )  e. 
_V )
72, 6eqeltrrd 2508 . 2  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  X  e.  _V )
8 fof 5608 . . . . 5  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  F : Y --> X )
9 elfm2.l . . . . . 6  |-  L  =  ( Y filGen B )
109elfm2 19363 . . . . 5  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y --> X )  -> 
( A  e.  ( ( X  FilMap  F ) `
 B )  <->  ( A  C_  X  /\  E. y  e.  L  ( F " y )  C_  A
) ) )
118, 10syl3an3 1246 . . . 4  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( A  e.  ( ( X  FilMap  F ) `  B )  <->  ( A  C_  X  /\  E. y  e.  L  ( F " y )  C_  A
) ) )
12 fgcl 19293 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( B  e.  ( fBas `  Y
)  ->  ( Y filGen B )  e.  ( Fil `  Y ) )
139, 12syl5eqel 2517 . . . . . . . . . . 11  |-  ( B  e.  ( fBas `  Y
)  ->  L  e.  ( Fil `  Y ) )
14133ad2ant2 1003 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  L  e.  ( Fil `  Y
) )
1514ad2antrr 718 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  ( y  e.  L  /\  ( F " y )  C_  A ) )  ->  L  e.  ( Fil `  Y ) )
16 simprl 748 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  ( y  e.  L  /\  ( F " y )  C_  A ) )  -> 
y  e.  L )
17 cnvimass 5177 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( `' F " A ) 
C_  dom  F
18 fofn 5610 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  F  Fn  Y )
19 fndm 5498 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( F  Fn  Y  ->  dom  F  =  Y )
2018, 19syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  dom  F  =  Y )
2117, 20syl5sseq 3392 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F : Y -onto-> X  -> 
( `' F " A )  C_  Y
)
22213ad2ant3 1004 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( `' F " A ) 
C_  Y )
2322ad2antrr 718 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  ( y  e.  L  /\  ( F " y )  C_  A ) )  -> 
( `' F " A )  C_  Y
)
2433ad2ant3 1004 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  Fun  F )
2524ad2antrr 718 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  e.  L )  ->  Fun  F )
269eleq2i 2497 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  L  <->  y  e.  ( Y filGen B ) )
27 elfg 19286 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( B  e.  ( fBas `  Y
)  ->  ( y  e.  ( Y filGen B )  <-> 
( y  C_  Y  /\  E. z  e.  B  z  C_  y ) ) )
28273ad2ant2 1003 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  (
y  e.  ( Y
filGen B )  <->  ( y  C_  Y  /\  E. z  e.  B  z  C_  y ) ) )
2928adantr 462 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  A  C_  X )  ->  (
y  e.  ( Y
filGen B )  <->  ( y  C_  Y  /\  E. z  e.  B  z  C_  y ) ) )
3026, 29syl5bb 257 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  A  C_  X )  ->  (
y  e.  L  <->  ( y  C_  Y  /\  E. z  e.  B  z  C_  y ) ) )
3130simprbda 618 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  e.  L )  ->  y  C_  Y )
32 sseq2 3366 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( dom 
F  =  Y  -> 
( y  C_  dom  F  <-> 
y  C_  Y )
)
3332biimpar 482 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( dom  F  =  Y  /\  y  C_  Y
)  ->  y  C_  dom  F )
3420, 33sylan 468 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F : Y -onto-> X  /\  y  C_  Y )  ->  y  C_  dom  F )
35343ad2antl3 1145 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  y  C_  Y )  ->  y  C_ 
dom  F )
3635adantlr 707 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  C_  Y )  ->  y  C_ 
dom  F )
3731, 36syldan 467 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  e.  L )  ->  y  C_ 
dom  F )
38 funimass3 5807 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( Fun  F  /\  y  C_ 
dom  F )  -> 
( ( F "
y )  C_  A  <->  y 
C_  ( `' F " A ) ) )
3925, 37, 38syl2anc 654 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  e.  L )  ->  (
( F " y
)  C_  A  <->  y  C_  ( `' F " A ) ) )
4039biimpd 207 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  e.  L )  ->  (
( F " y
)  C_  A  ->  y 
C_  ( `' F " A ) ) )
4140impr 614 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  ( y  e.  L  /\  ( F " y )  C_  A ) )  -> 
y  C_  ( `' F " A ) )
42 filss 19268 . . . . . . . . 9  |-  ( ( L  e.  ( Fil `  Y )  /\  (
y  e.  L  /\  ( `' F " A ) 
C_  Y  /\  y  C_  ( `' F " A ) ) )  ->  ( `' F " A )  e.  L
)
4315, 16, 23, 41, 42syl13anc 1213 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  ( y  e.  L  /\  ( F " y )  C_  A ) )  -> 
( `' F " A )  e.  L
)
44 foimacnv 5646 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F : Y -onto-> X  /\  A  C_  X )  ->  ( F "
( `' F " A ) )  =  A )
4544eqcomd 2438 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F : Y -onto-> X  /\  A  C_  X )  ->  A  =  ( F " ( `' F " A ) ) )
46453ad2antl3 1145 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  A  C_  X )  ->  A  =  ( F "
( `' F " A ) ) )
4746adantr 462 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  ( y  e.  L  /\  ( F " y )  C_  A ) )  ->  A  =  ( F " ( `' F " A ) ) )
48 imaeq2 5153 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( `' F " A )  ->  ( F " x )  =  ( F " ( `' F " A ) ) )
4948eqeq2d 2444 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( `' F " A )  ->  ( A  =  ( F " x )  <->  A  =  ( F " ( `' F " A ) ) ) )
5049rspcev 3062 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( `' F " A )  e.  L  /\  A  =  ( F " ( `' F " A ) ) )  ->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) )
5143, 47, 50syl2anc 654 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  ( y  e.  L  /\  ( F " y )  C_  A ) )  ->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) )
5251rexlimdvaa 2832 . . . . . 6  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  A  C_  X )  ->  ( E. y  e.  L  ( F " y ) 
C_  A  ->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) ) )
5352expimpd 598 . . . . 5  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  (
( A  C_  X  /\  E. y  e.  L  ( F " y ) 
C_  A )  ->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) ) )
54 simprr 749 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  A  =  ( F " x ) )
55 imassrn 5168 . . . . . . . . 9  |-  ( F
" x )  C_  ran  F
56 forn 5611 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  ran  F  =  X )
57563ad2ant3 1004 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ran  F  =  X )
5857adantr 462 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  ran  F  =  X )
5955, 58syl5sseq 3392 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  ( F "
x )  C_  X
)
6054, 59eqsstrd 3378 . . . . . . 7  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  A  C_  X
)
61 eqimss2 3397 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  ( F "
x )  ->  ( F " x )  C_  A )
62 imaeq2 5153 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  x  ->  ( F " y )  =  ( F " x
) )
6362sseq1d 3371 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  x  ->  (
( F " y
)  C_  A  <->  ( F " x )  C_  A
) )
6463rspcev 3062 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  L  /\  ( F " x ) 
C_  A )  ->  E. y  e.  L  ( F " y ) 
C_  A )
6561, 64sylan2 471 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) )  ->  E. y  e.  L  ( F " y ) 
C_  A )
6665adantl 463 . . . . . . 7  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  E. y  e.  L  ( F " y ) 
C_  A )
6760, 66jca 529 . . . . . 6  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  ( A  C_  X  /\  E. y  e.  L  ( F "
y )  C_  A
) )
6867rexlimdvaa 2832 . . . . 5  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( E. x  e.  L  A  =  ( F " x )  ->  ( A  C_  X  /\  E. y  e.  L  ( F " y )  C_  A ) ) )
6953, 68impbid 191 . . . 4  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  (
( A  C_  X  /\  E. y  e.  L  ( F " y ) 
C_  A )  <->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) ) )
7011, 69bitrd 253 . . 3  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( A  e.  ( ( X  FilMap  F ) `  B )  <->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) ) )
71703coml 1187 . 2  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X  /\  X  e. 
_V )  ->  ( A  e.  ( ( X  FilMap  F ) `  B )  <->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) ) )
727, 71mpd3an3 1308 1  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( A  e.  ( ( X  FilMap  F ) `  B )  <->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 958    = wceq 1362    e. wcel 1755   E.wrex 2706   _Vcvv 2962    C_ wss 3316   `'ccnv 4826   dom cdm 4827   ran crn 4828   "cima 4830   Fun wfun 5400    Fn wfn 5401   -->wf 5402   -onto->wfo 5404   ` cfv 5406  (class class class)co 6080   fBascfbas 17648   filGencfg 17649   Filcfil 19260    FilMap cfm 19348
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1594  ax-4 1605  ax-5 1669  ax-6 1707  ax-7 1727  ax-8 1757  ax-9 1759  ax-10 1774  ax-11 1779  ax-12 1791  ax-13 1942  ax-ext 2414  ax-rep 4391  ax-sep 4401  ax-nul 4409  ax-pow 4458  ax-pr 4519  ax-un 6361
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 960  df-tru 1365  df-ex 1590  df-nf 1593  df-sb 1700  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2420  df-cleq 2426  df-clel 2429  df-nfc 2558  df-ne 2598  df-nel 2599  df-ral 2710  df-rex 2711  df-reu 2712  df-rab 2714  df-v 2964  df-sbc 3176  df-csb 3277  df-dif 3319  df-un 3321  df-in 3323  df-ss 3330  df-nul 3626  df-if 3780  df-pw 3850  df-sn 3866  df-pr 3868  df-op 3872  df-uni 4080  df-iun 4161  df-br 4281  df-opab 4339  df-mpt 4340  df-id 4623  df-xp 4833  df-rel 4834  df-cnv 4835  df-co 4836  df-dm 4837  df-rn 4838  df-res 4839  df-ima 4840  df-iota 5369  df-fun 5408  df-fn 5409  df-f 5410  df-f1 5411  df-fo 5412  df-f1o 5413  df-fv 5414  df-ov 6083  df-oprab 6084  df-mpt2 6085  df-fbas 17658  df-fg 17659  df-fil 19261  df-fm 19353
This theorem is referenced by:  fmid  19375
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