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Theorem resixpfo 7519
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  =  ( f  e.  X_ x  e.  A  C  |->  ( f  |`  B ) )
Assertion
Ref Expression
resixpfo  |-  ( ( B  C_  A  /\  X_ x  e.  A  C  =/=  (/) )  ->  F : X_ x  e.  A  C -onto-> X_ x  e.  B  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  h  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 resixp 7516 . . . 4  |-  ( ( B  C_  A  /\  f  e.  X_ x  e.  A  C )  -> 
( f  |`  B )  e.  X_ x  e.  B  C )
2 resixpfo.1 . . . 4  |-  F  =  ( f  e.  X_ x  e.  A  C  |->  ( f  |`  B ) )
31, 2fmptd 6056 . . 3  |-  ( B 
C_  A  ->  F : X_ x  e.  A  C
--> X_ x  e.  B  C )
43adantr 465 . 2  |-  ( ( B  C_  A  /\  X_ x  e.  A  C  =/=  (/) )  ->  F : X_ x  e.  A  C
--> X_ x  e.  B  C )
5 n0 3799 . . . 4  |-  ( X_ x  e.  A  C  =/=  (/)  <->  E. g  g  e.  X_ x  e.  A  C )
6 eleq1 2539 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  x  ->  (
z  e.  B  <->  x  e.  B ) )
76ifbid 3967 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  x  ->  if ( z  e.  B ,  h ,  g )  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g ) )
8 id 22 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  x  ->  z  =  x )
97, 8fveq12d 5878 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  x  ->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z )  =  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )
109cbvmptv 4544 . . . . . . . . 9  |-  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  =  ( x  e.  A  |->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )
11 vex 3121 . . . . . . . . . . . . 13  |-  g  e. 
_V
1211elixp 7488 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( g  e.  X_ x  e.  A  C 
<->  ( g  Fn  A  /\  A. x  e.  A  ( g `  x
)  e.  C ) )
1312simprbi 464 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  A. x  e.  A  ( g `  x
)  e.  C )
14 vex 3121 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  h  e. 
_V
1514elixp 7488 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( h  e.  X_ x  e.  B  C 
<->  ( h  Fn  B  /\  A. x  e.  B  ( h `  x
)  e.  C ) )
1615simprbi 464 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( h  e.  X_ x  e.  B  C  ->  A. x  e.  B  ( h `  x
)  e.  C )
17 fveq1 5871 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( h  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g )  -> 
( h `  x
)  =  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x ) )
1817eleq1d 2536 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( h  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g )  -> 
( ( h `  x )  e.  C  <->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
19 fveq1 5871 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( g  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g )  -> 
( g `  x
)  =  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x ) )
2019eleq1d 2536 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( g  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g )  -> 
( ( g `  x )  e.  C  <->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
21 simpl 457 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( x  e.  B  ->  ( h `  x
)  e.  C )  /\  ( x  e.  A  /\  ( g `
 x )  e.  C ) )  -> 
( x  e.  B  ->  ( h `  x
)  e.  C ) )
2221imp 429 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( x  e.  B  ->  ( h `  x )  e.  C
)  /\  ( x  e.  A  /\  (
g `  x )  e.  C ) )  /\  x  e.  B )  ->  ( h `  x
)  e.  C )
23 simplrr 760 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( x  e.  B  ->  ( h `  x )  e.  C
)  /\  ( x  e.  A  /\  (
g `  x )  e.  C ) )  /\  -.  x  e.  B
)  ->  ( g `  x )  e.  C
)
2418, 20, 22, 23ifbothda 3980 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( x  e.  B  ->  ( h `  x
)  e.  C )  /\  ( x  e.  A  /\  ( g `
 x )  e.  C ) )  -> 
( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x )  e.  C
)
2524exp32 605 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  B  -> 
( h `  x
)  e.  C )  ->  ( x  e.  A  ->  ( (
g `  x )  e.  C  ->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x )  e.  C ) ) )
2625ralimi2 2857 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A. x  e.  B  (
h `  x )  e.  C  ->  A. x  e.  A  ( (
g `  x )  e.  C  ->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x )  e.  C ) )
2716, 26syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( h  e.  X_ x  e.  B  C  ->  A. x  e.  A  ( ( g `  x )  e.  C  ->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x )  e.  C
) )
2827adantl 466 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  ->  A. x  e.  A  ( ( g `  x )  e.  C  ->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x )  e.  C
) )
29 ralim 2856 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. x  e.  A  (
( g `  x
)  e.  C  -> 
( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x )  e.  C
)  ->  ( A. x  e.  A  (
g `  x )  e.  C  ->  A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x )  e.  C ) )
3028, 29syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  -> 
( A. x  e.  A  ( g `  x )  e.  C  ->  A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
3130imp 429 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  A. x  e.  A  ( g `  x
)  e.  C )  ->  A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C )
3213, 31sylan2 474 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C )
33 n0i 3795 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  -.  X_ x  e.  A  C  =  (/) )
34 ixpprc 7502 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( -.  A  e.  _V  ->  X_ x  e.  A  C  =  (/) )
3533, 34nsyl2 127 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  A  e.  _V )
3635adantl 466 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  A  e.  _V )
37 mptelixpg 7518 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  e.  _V  ->  (
( x  e.  A  |->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )  e.  X_ x  e.  A  C 
<-> 
A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
3836, 37syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( ( x  e.  A  |->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )  e.  X_ x  e.  A  C 
<-> 
A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
3932, 38mpbird 232 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( x  e.  A  |->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )  e.  X_ x  e.  A  C )
4010, 39syl5eqel 2559 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  e.  X_ x  e.  A  C )
41 iftrue 3951 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  B  ->  if ( z  e.  B ,  h ,  g )  =  h )
4241fveq1d 5874 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  e.  B  ->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z )  =  ( h `  z
) )
4342mpteq2ia 4535 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  e.  B  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  =  ( z  e.  B  |->  ( h `  z ) )
44 resmpt 5329 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( B 
C_  A  ->  (
( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B )  =  ( z  e.  B  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z
) ) )
4544ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B )  =  ( z  e.  B  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z
) ) )
46 ixpfn 7487 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( h  e.  X_ x  e.  B  C  ->  h  Fn  B
)
4746ad2antlr 726 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  h  Fn  B )
48 dffn5 5919 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( h  Fn  B  <->  h  =  ( z  e.  B  |->  ( h `  z
) ) )
4947, 48sylib 196 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  h  =  ( z  e.  B  |->  ( h `
 z ) ) )
5043, 45, 493eqtr4a 2534 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B )  =  h )
5150, 14syl6eqel 2563 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B )  e.  _V )
52 reseq1 5273 . . . . . . . . . . 11  |-  ( f  =  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  -> 
( f  |`  B )  =  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  |`  B ) )
5352, 2fvmptg 5955 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  e.  X_ x  e.  A  C  /\  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  |`  B )  e.  _V )  ->  ( F `  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) ) )  =  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  |`  B ) )
5440, 51, 53syl2anc 661 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( F `  (
z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z
) ) )  =  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B ) )
5554, 50eqtr2d 2509 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  h  =  ( F `
 ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) ) ) )
56 fveq2 5872 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  -> 
( F `  y
)  =  ( F `
 ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) ) ) )
5756eqeq2d 2481 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  -> 
( h  =  ( F `  y )  <-> 
h  =  ( F `
 ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) ) ) ) )
5857rspcev 3219 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  e.  X_ x  e.  A  C  /\  h  =  ( F `  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) ) ) )  ->  E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y )
)
5940, 55, 58syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) )
6059ex 434 . . . . . 6  |-  ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  -> 
( g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) ) )
6160ralrimdva 2885 . . . . 5  |-  ( B 
C_  A  ->  (
g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y
) ) )
6261exlimdv 1700 . . . 4  |-  ( B 
C_  A  ->  ( E. g  g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) ) )
635, 62syl5bi 217 . . 3  |-  ( B 
C_  A  ->  ( X_ x  e.  A  C  =/=  (/)  ->  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) ) )
6463imp 429 . 2  |-  ( ( B  C_  A  /\  X_ x  e.  A  C  =/=  (/) )  ->  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) )
65 dffo3 6047 . 2  |-  ( F : X_ x  e.  A  C -onto-> X_ x  e.  B  C  <->  ( F : X_ x  e.  A  C
--> X_ x  e.  B  C  /\  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) ) )
664, 64, 65sylanbrc 664 1  |-  ( ( B  C_  A  /\  X_ x  e.  A  C  =/=  (/) )  ->  F : X_ x  e.  A  C -onto-> X_ x  e.  B  C )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    = wceq 1379   E.wex 1596    e. wcel 1767    =/= wne 2662   A.wral 2817   E.wrex 2818   _Vcvv 3118    C_ wss 3481   (/)c0 3790   ifcif 3945    |-> cmpt 4511    |` cres 5007    Fn wfn 5589   -->wf 5590   -onto->wfo 5592   ` cfv 5594   X_cixp 7481
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-rep 4564  ax-sep 4574  ax-nul 4582  ax-pow 4631  ax-pr 4692  ax-un 6587
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-ral 2822  df-rex 2823  df-reu 2824  df-rab 2826  df-v 3120  df-sbc 3337  df-csb 3441  df-dif 3484  df-un 3486  df-in 3488  df-ss 3495  df-nul 3791  df-if 3946  df-sn 4034  df-pr 4036  df-op 4040  df-uni 4252  df-iun 4333  df-br 4454  df-opab 4512  df-mpt 4513  df-id 4801  df-xp 5011  df-rel 5012  df-cnv 5013  df-co 5014  df-dm 5015  df-rn 5016  df-res 5017  df-ima 5018  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-f1 5599  df-fo 5600  df-f1o 5601  df-fv 5602  df-ixp 7482
This theorem is referenced by:  ptcmplem2  20421
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