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Theorem ptpjpre1 20663
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  = 
X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)
Assertion
Ref Expression
ptpjpre1  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  ( `' ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) " U )  =  X_ k  e.  A  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) )
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 simplrl 778 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  w  e.  X
)  ->  I  e.  A )
2 vex 3034 . . . . . . . . . . 11  |-  w  e. 
_V
32elixp 7547 . . . . . . . . . 10  |-  ( w  e.  X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)  <->  ( w  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( w `  k )  e.  U. ( F `  k ) ) )
43simprbi 471 . . . . . . . . 9  |-  ( w  e.  X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)  ->  A. k  e.  A  ( w `  k )  e.  U. ( F `  k ) )
5 ptpjpre1.1 . . . . . . . . 9  |-  X  = 
X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)
64, 5eleq2s 2567 . . . . . . . 8  |-  ( w  e.  X  ->  A. k  e.  A  ( w `  k )  e.  U. ( F `  k ) )
76adantl 473 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  w  e.  X
)  ->  A. k  e.  A  ( w `  k )  e.  U. ( F `  k ) )
8 fveq2 5879 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  I  ->  (
w `  k )  =  ( w `  I ) )
9 fveq2 5879 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  =  I  ->  ( F `  k )  =  ( F `  I ) )
109unieqd 4200 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  I  ->  U. ( F `  k )  =  U. ( F `  I ) )
118, 10eleq12d 2543 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  I  ->  (
( w `  k
)  e.  U. ( F `  k )  <->  ( w `  I )  e.  U. ( F `
 I ) ) )
1211rspcv 3132 . . . . . . 7  |-  ( I  e.  A  ->  ( A. k  e.  A  ( w `  k
)  e.  U. ( F `  k )  ->  ( w `  I
)  e.  U. ( F `  I )
) )
131, 7, 12sylc 61 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  w  e.  X
)  ->  ( w `  I )  e.  U. ( F `  I ) )
14 eqid 2471 . . . . . 6  |-  ( w  e.  X  |->  ( w `
 I ) )  =  ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) )
1513, 14fmptd 6061 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) : X --> U. ( F `  I )
)
16 ffn 5739 . . . . 5  |-  ( ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) : X --> U. ( F `  I )  ->  ( w  e.  X  |->  ( w `  I
) )  Fn  X
)
17 elpreima 6017 . . . . 5  |-  ( ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) )  Fn  X  -> 
( z  e.  ( `' ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) " U )  <->  ( z  e.  X  /\  (
( w  e.  X  |->  ( w `  I
) ) `  z
)  e.  U ) ) )
1815, 16, 173syl 18 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
z  e.  ( `' ( w  e.  X  |->  ( w `  I
) ) " U
)  <->  ( z  e.  X  /\  ( ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) `  z )  e.  U ) ) )
19 fveq1 5878 . . . . . . . . 9  |-  ( w  =  z  ->  (
w `  I )  =  ( z `  I ) )
20 fvex 5889 . . . . . . . . 9  |-  ( z `
 I )  e. 
_V
2119, 14, 20fvmpt 5963 . . . . . . . 8  |-  ( z  e.  X  ->  (
( w  e.  X  |->  ( w `  I
) ) `  z
)  =  ( z `
 I ) )
2221eleq1d 2533 . . . . . . 7  |-  ( z  e.  X  ->  (
( ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) `  z )  e.  U  <->  ( z `  I )  e.  U ) )
2322pm5.32i 649 . . . . . 6  |-  ( ( z  e.  X  /\  ( ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) `  z )  e.  U
)  <->  ( z  e.  X  /\  ( z `
 I )  e.  U ) )
245eleq2i 2541 . . . . . . . . 9  |-  ( z  e.  X  <->  z  e.  X_ k  e.  A  U. ( F `  k ) )
25 vex 3034 . . . . . . . . . 10  |-  z  e. 
_V
2625elixp 7547 . . . . . . . . 9  |-  ( z  e.  X_ k  e.  A  U. ( F `  k
)  <->  ( z  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k ) ) )
2724, 26bitri 257 . . . . . . . 8  |-  ( z  e.  X  <->  ( z  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k ) ) )
2827anbi1i 709 . . . . . . 7  |-  ( ( z  e.  X  /\  ( z `  I
)  e.  U )  <-> 
( ( z  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k ) )  /\  ( z `
 I )  e.  U ) )
29 anass 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( z  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( z `  k
)  e.  U. ( F `  k )
)  /\  ( z `  I )  e.  U
)  <->  ( z  Fn  A  /\  ( A. k  e.  A  (
z `  k )  e.  U. ( F `  k )  /\  (
z `  I )  e.  U ) ) )
3028, 29bitri 257 . . . . . 6  |-  ( ( z  e.  X  /\  ( z `  I
)  e.  U )  <-> 
( z  Fn  A  /\  ( A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k )  /\  ( z `  I )  e.  U
) ) )
3123, 30bitri 257 . . . . 5  |-  ( ( z  e.  X  /\  ( ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) `  z )  e.  U
)  <->  ( z  Fn  A  /\  ( A. k  e.  A  (
z `  k )  e.  U. ( F `  k )  /\  (
z `  I )  e.  U ) ) )
32 simprl 772 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  ( ( z `
 I )  e.  U  /\  ( z `
 k )  e. 
U. ( F `  k ) ) )  ->  ( z `  I )  e.  U
)
33 fveq2 5879 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  =  I  ->  (
z `  k )  =  ( z `  I ) )
34 iftrue 3878 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( k  =  I  ->  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) )  =  U )
3533, 34eleq12d 2543 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( k  =  I  ->  (
( z `  k
)  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k )
)  <->  ( z `  I )  e.  U
) )
3632, 35syl5ibrcom 230 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  ( ( z `
 I )  e.  U  /\  ( z `
 k )  e. 
U. ( F `  k ) ) )  ->  ( k  =  I  ->  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) )
37 simprr 774 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  ( ( z `
 I )  e.  U  /\  ( z `
 k )  e. 
U. ( F `  k ) ) )  ->  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k ) )
38 iffalse 3881 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( -.  k  =  I  ->  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) )  =  U. ( F `  k )
)
3938eleq2d 2534 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( -.  k  =  I  -> 
( ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) )  <->  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k ) ) )
4037, 39syl5ibrcom 230 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  ( ( z `
 I )  e.  U  /\  ( z `
 k )  e. 
U. ( F `  k ) ) )  ->  ( -.  k  =  I  ->  ( z `
 k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k
) ) ) )
4136, 40pm2.61d 163 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  ( ( z `
 I )  e.  U  /\  ( z `
 k )  e. 
U. ( F `  k ) ) )  ->  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) )
4241expr 626 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  ( z `  I )  e.  U
)  ->  ( (
z `  k )  e.  U. ( F `  k )  ->  (
z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k
) ) ) )
4342ralimdv 2806 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( A  e.  V  /\  F : A
--> Top )  /\  (
I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I ) ) )  /\  ( z `  I )  e.  U
)  ->  ( A. k  e.  A  (
z `  k )  e.  U. ( F `  k )  ->  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) )
4443expimpd 614 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
( ( z `  I )  e.  U  /\  A. k  e.  A  ( z `  k
)  e.  U. ( F `  k )
)  ->  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) )
4544ancomsd 461 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
( A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k )  /\  ( z `  I )  e.  U
)  ->  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) )
46 elssuni 4219 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( U  e.  ( F `  I )  ->  U  C_ 
U. ( F `  I ) )
4746ad2antll 743 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  U  C_ 
U. ( F `  I ) )
4834, 10sseq12d 3447 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( k  =  I  ->  ( if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( F `  k )  <->  U 
C_  U. ( F `  I ) ) )
4947, 48syl5ibrcom 230 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
k  =  I  ->  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( F `  k )
) )
50 ssid 3437 . . . . . . . . . . . 12  |-  U. ( F `  k )  C_ 
U. ( F `  k )
5138, 50syl6eqss 3468 . . . . . . . . . . 11  |-  ( -.  k  =  I  ->  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( F `  k )
)
5249, 51pm2.61d1 164 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) )  C_  U. ( F `  k )
)
5352sseld 3417 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
( z `  k
)  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k )
)  ->  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k ) ) )
5453ralimdv 2806 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  ( A. k  e.  A  ( z `  k
)  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k )
)  ->  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k ) ) )
5535rspcv 3132 . . . . . . . . 9  |-  ( I  e.  A  ->  ( A. k  e.  A  ( z `  k
)  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k )
)  ->  ( z `  I )  e.  U
) )
5655ad2antrl 742 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  ( A. k  e.  A  ( z `  k
)  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k )
)  ->  ( z `  I )  e.  U
) )
5754, 56jcad 542 . . . . . . 7  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  ( A. k  e.  A  ( z `  k
)  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k )
)  ->  ( A. k  e.  A  (
z `  k )  e.  U. ( F `  k )  /\  (
z `  I )  e.  U ) ) )
5845, 57impbid 195 . . . . . 6  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
( A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k )  /\  ( z `  I )  e.  U
)  <->  A. k  e.  A  ( z `  k
)  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k )
) ) )
5958anbi2d 718 . . . . 5  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
( z  Fn  A  /\  ( A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  U. ( F `  k )  /\  ( z `  I )  e.  U
) )  <->  ( z  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) ) )
6031, 59syl5bb 265 . . . 4  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
( z  e.  X  /\  ( ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) `  z )  e.  U
)  <->  ( z  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) ) )
6118, 60bitrd 261 . . 3  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
z  e.  ( `' ( w  e.  X  |->  ( w `  I
) ) " U
)  <->  ( z  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) ) )
6225elixp 7547 . . 3  |-  ( z  e.  X_ k  e.  A  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) )  <->  ( z  Fn  A  /\  A. k  e.  A  ( z `  k )  e.  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) )
6361, 62syl6bbr 271 . 2  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  (
z  e.  ( `' ( w  e.  X  |->  ( w `  I
) ) " U
)  <->  z  e.  X_ k  e.  A  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) ) )
6463eqrdv 2469 1  |-  ( ( ( A  e.  V  /\  F : A --> Top )  /\  ( I  e.  A  /\  U  e.  ( F `  I )
) )  ->  ( `' ( w  e.  X  |->  ( w `  I ) ) " U )  =  X_ k  e.  A  if ( k  =  I ,  U ,  U. ( F `  k ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 189    /\ wa 376    = wceq 1452    e. wcel 1904   A.wral 2756    C_ wss 3390   ifcif 3872   U.cuni 4190    |-> cmpt 4454   `'ccnv 4838   "cima 4842    Fn wfn 5584   -->wf 5585   ` cfv 5589   X_cixp 7540   Topctop 19994
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1677  ax-4 1690  ax-5 1766  ax-6 1813  ax-7 1859  ax-9 1913  ax-10 1932  ax-11 1937  ax-12 1950  ax-13 2104  ax-ext 2451  ax-sep 4518  ax-nul 4527  ax-pr 4639
This theorem depends on definitions:  df-bi 190  df-or 377  df-an 378  df-3an 1009  df-tru 1455  df-ex 1672  df-nf 1676  df-sb 1806  df-eu 2323  df-mo 2324  df-clab 2458  df-cleq 2464  df-clel 2467  df-nfc 2601  df-ne 2643  df-ral 2761  df-rex 2762  df-rab 2765  df-v 3033  df-sbc 3256  df-dif 3393  df-un 3395  df-in 3397  df-ss 3404  df-nul 3723  df-if 3873  df-sn 3960  df-pr 3962  df-op 3966  df-uni 4191  df-br 4396  df-opab 4455  df-mpt 4456  df-id 4754  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5553  df-fun 5591  df-fn 5592  df-f 5593  df-fv 5597  df-ixp 7541
This theorem is referenced by:  ptpjpre2  20672  ptbasfi  20673
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