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Theorem elfm3 17935
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 5617 . . . 4  |-  ( F : Y -onto-> X  -> 
( F " Y
)  =  X )
21adantl 453 . . 3  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( F " Y )  =  X )
3 fofun 5613 . . . 4  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  Fun  F )
4 elfvdm 5716 . . . 4  |-  ( B  e.  ( fBas `  Y
)  ->  Y  e.  dom  fBas )
5 funimaexg 5489 . . . 4  |-  ( ( Fun  F  /\  Y  e.  dom  fBas )  ->  ( F " Y )  e. 
_V )
63, 4, 5syl2anr 465 . . 3  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( F " Y )  e. 
_V )
72, 6eqeltrrd 2479 . 2  |-  ( ( B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  X  e.  _V )
8 fof 5612 . . . . 5  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  F : Y --> X )
9 elfm2.l . . . . . 6  |-  L  =  ( Y filGen B )
109elfm2 17933 . . . . 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 1219 . . . 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 17863 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( B  e.  ( fBas `  Y
)  ->  ( Y filGen B )  e.  ( Fil `  Y ) )
139, 12syl5eqel 2488 . . . . . . . . . . 11  |-  ( B  e.  ( fBas `  Y
)  ->  L  e.  ( Fil `  Y ) )
14133ad2ant2 979 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  L  e.  ( Fil `  Y
) )
1514ad2antrr 707 . . . . . . . . 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 733 . . . . . . . . 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 5183 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( `' F " A ) 
C_  dom  F
18 fofn 5614 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  F  Fn  Y )
19 fndm 5503 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( F  Fn  Y  ->  dom  F  =  Y )
2018, 19syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  dom  F  =  Y )
2117, 20syl5sseq 3356 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F : Y -onto-> X  -> 
( `' F " A )  C_  Y
)
22213ad2ant3 980 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ( `' F " A ) 
C_  Y )
2322ad2antrr 707 . . . . . . . . 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 980 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  Fun  F )
2524ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  e.  L )  ->  Fun  F )
269eleq2i 2468 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  e.  L  <->  y  e.  ( Y filGen B ) )
27 elfg 17856 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( B  e.  ( fBas `  Y
)  ->  ( y  e.  ( Y filGen B )  <-> 
( y  C_  Y  /\  E. z  e.  B  z  C_  y ) ) )
28273ad2ant2 979 . . . . . . . . . . . . . . . 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 452 . . . . . . . . . . . . . . 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 249 . . . . . . . . . . . . . 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 607 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  e.  L )  ->  y  C_  Y )
32 sseq2 3330 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( dom 
F  =  Y  -> 
( y  C_  dom  F  <-> 
y  C_  Y )
)
3332biimpar 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( dom  F  =  Y  /\  y  C_  Y
)  ->  y  C_  dom  F )
3420, 33sylan 458 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( F : Y -onto-> X  /\  y  C_  Y )  ->  y  C_  dom  F )
35343ad2antl3 1121 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  y  C_  Y )  ->  y  C_ 
dom  F )
3635adantlr 696 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  C_  Y )  ->  y  C_ 
dom  F )
3731, 36syldan 457 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( X  e. 
_V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X
)  /\  A  C_  X
)  /\  y  e.  L )  ->  y  C_ 
dom  F )
38 funimass3 5805 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( Fun  F  /\  y  C_ 
dom  F )  -> 
( ( F "
y )  C_  A  <->  y 
C_  ( `' F " A ) ) )
3925, 37, 38syl2anc 643 . . . . . . . . . . 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 199 . . . . . . . . . 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 603 . . . . . . . . 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 17838 . . . . . . . . 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 1186 . . . . . . . 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 5651 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( F : Y -onto-> X  /\  A  C_  X )  ->  ( F "
( `' F " A ) )  =  A )
4544eqcomd 2409 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( F : Y -onto-> X  /\  A  C_  X )  ->  A  =  ( F " ( `' F " A ) ) )
46453ad2antl3 1121 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  A  C_  X )  ->  A  =  ( F "
( `' F " A ) ) )
4746adantr 452 . . . . . . . 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 5158 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( `' F " A )  ->  ( F " x )  =  ( F " ( `' F " A ) ) )
4948eqeq2d 2415 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( `' F " A )  ->  ( A  =  ( F " x )  <->  A  =  ( F " ( `' F " A ) ) ) )
5049rspcev 3012 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( `' F " A )  e.  L  /\  A  =  ( F " ( `' F " A ) ) )  ->  E. x  e.  L  A  =  ( F " x ) )
5143, 47, 50syl2anc 643 . . . . . . 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 2791 . . . . . 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 587 . . . . 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 734 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  A  =  ( F " x ) )
55 imassrn 5175 . . . . . . . . 9  |-  ( F
" x )  C_  ran  F
56 forn 5615 . . . . . . . . . . 11  |-  ( F : Y -onto-> X  ->  ran  F  =  X )
57563ad2ant3 980 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  ->  ran  F  =  X )
5857adantr 452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  ran  F  =  X )
5955, 58syl5sseq 3356 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  ( F "
x )  C_  X
)
6054, 59eqsstrd 3342 . . . . . . 7  |-  ( ( ( X  e.  _V  /\  B  e.  ( fBas `  Y )  /\  F : Y -onto-> X )  /\  (
x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) ) )  ->  A  C_  X
)
61 eqimss2 3361 . . . . . . . . 9  |-  ( A  =  ( F "
x )  ->  ( F " x )  C_  A )
62 imaeq2 5158 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  x  ->  ( F " y )  =  ( F " x
) )
6362sseq1d 3335 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  x  ->  (
( F " y
)  C_  A  <->  ( F " x )  C_  A
) )
6463rspcev 3012 . . . . . . . . 9  |-  ( ( x  e.  L  /\  ( F " x ) 
C_  A )  ->  E. y  e.  L  ( F " y ) 
C_  A )
6561, 64sylan2 461 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  L  /\  A  =  ( F " x ) )  ->  E. y  e.  L  ( F " y ) 
C_  A )
6665adantl 453 . . . . . . 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 519 . . . . . 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 2791 . . . . 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 184 . . . 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 245 . . 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 1160 . 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 1280 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 set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1721   E.wrex 2667   _Vcvv 2916    C_ wss 3280   `'ccnv 4836   dom cdm 4837   ran crn 4838   "cima 4840   Fun wfun 5407    Fn wfn 5408   -->wf 5409   -onto->wfo 5411   ` cfv 5413  (class class class)co 6040   fBascfbas 16644   filGencfg 16645   Filcfil 17830    FilMap cfm 17918
This theorem is referenced by:  fmid  17945
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-op 3783  df-uni 3976  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-id 4458  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-fbas 16654  df-fg 16655  df-fil 17831  df-fm 17923
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