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Theorem tfrqfree 29535
Description: Calculate a quantifier-free version of the function from tfr1 7078 through tfr3 7080. (Contributed by Scott Fenton, 29-Apr-2014.)
Assertion
Ref Expression
tfrqfree  |-  ( (
Funs  i^i  ( `'Domain " On ) )  \  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )  =  { f  |  E. x  e.  On  (
f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) }
Distinct variable group:    x, f, y, G

Proof of Theorem tfrqfree
Dummy variable  z is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elin 3692 . . . . . 6  |-  ( f  e.  ( Funs  i^i  ( `'Domain " On ) )  <-> 
( f  e.  Funs  /\  f  e.  ( `'Domain " On ) ) )
2 vex 3121 . . . . . . . 8  |-  f  e. 
_V
32elfuns 29499 . . . . . . 7  |-  ( f  e.  Funs  <->  Fun  f )
4 vex 3121 . . . . . . . . . . 11  |-  x  e. 
_V
54, 2brcnv 5191 . . . . . . . . . 10  |-  ( x `'Domain f  <->  fDomain x )
62, 4brdomain 29517 . . . . . . . . . 10  |-  ( fDomain
x  <->  x  =  dom  f )
75, 6bitri 249 . . . . . . . . 9  |-  ( x `'Domain f  <->  x  =  dom  f )
87rexbii 2969 . . . . . . . 8  |-  ( E. x  e.  On  x `'Domain f  <->  E. x  e.  On  x  =  dom  f )
92elima 5348 . . . . . . . 8  |-  ( f  e.  ( `'Domain " On ) 
<->  E. x  e.  On  x `'Domain f )
10 risset 2992 . . . . . . . 8  |-  ( dom  f  e.  On  <->  E. x  e.  On  x  =  dom  f )
118, 9, 103bitr4i 277 . . . . . . 7  |-  ( f  e.  ( `'Domain " On ) 
<->  dom  f  e.  On )
123, 11anbi12i 697 . . . . . 6  |-  ( ( f  e.  Funs  /\  f  e.  ( `'Domain " On ) )  <->  ( Fun  f  /\  dom  f  e.  On ) )
131, 12bitri 249 . . . . 5  |-  ( f  e.  ( Funs  i^i  ( `'Domain " On ) )  <-> 
( Fun  f  /\  dom  f  e.  On ) )
14 eldif 3491 . . . . . . . . . 10  |-  ( <.
f ,  y >.  e.  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) )  <->  ( <. f ,  y >.  e.  ( `'  _E  o. Domain )  /\  -.  <.
f ,  y >.  e.  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )
15 vex 3121 . . . . . . . . . . . . 13  |-  y  e. 
_V
162, 15opelco 5180 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( <.
f ,  y >.  e.  ( `'  _E  o. Domain )  <->  E. x ( fDomain x  /\  x `'  _E  y
) )
174, 15brcnv 5191 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x `'  _E  y  <->  y  _E  x )
18 epel 4800 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  _E  x  <->  y  e.  x )
1917, 18bitri 249 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( x `'  _E  y  <->  y  e.  x )
206, 19anbi12i 697 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( fDomain x  /\  x `'  _E  y )  <->  ( x  =  dom  f  /\  y  e.  x ) )
2120exbii 1644 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E. x ( fDomain x  /\  x `'  _E  y
)  <->  E. x ( x  =  dom  f  /\  y  e.  x )
)
222dmex 6728 . . . . . . . . . . . . 13  |-  dom  f  e.  _V
23 eleq2 2540 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( x  =  dom  f  -> 
( y  e.  x  <->  y  e.  dom  f ) )
2422, 23ceqsexv 3155 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E. x ( x  =  dom  f  /\  y  e.  x )  <->  y  e.  dom  f )
2516, 21, 243bitri 271 . . . . . . . . . . 11  |-  ( <.
f ,  y >.  e.  ( `'  _E  o. Domain )  <-> 
y  e.  dom  f
)
26 opex 4717 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  <. f ,  y >.  e.  _V
2726elfix 29487 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( <.
f ,  y >.  e.  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) )  <->  <. f ,  y >. ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) <.
f ,  y >.
)
2826, 26brco 5179 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( <.
f ,  y >.
( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) <.
f ,  y >.  <->  E. x ( <. f ,  y >. (FullFun G  o. Restrict ) x  /\  x `'Apply <. f ,  y
>. ) )
2926, 4brco 5179 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( <.
f ,  y >.
(FullFun G  o. Restrict ) x  <->  E. z ( <. f ,  y >.Restrict z  /\  zFullFun G x ) )
30 vex 3121 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  z  e. 
_V
312, 15, 30brrestrict 29533 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( <.
f ,  y >.Restrict z  <-> 
z  =  ( f  |`  y ) )
3230, 4brfullfun 29532 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( zFullFun
G x  <->  x  =  ( G `  z ) )
3331, 32anbi12i 697 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
<. f ,  y >.Restrict z  /\  zFullFun G x )  <->  ( z  =  ( f  |`  y
)  /\  x  =  ( G `  z ) ) )
3433exbii 1644 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( E. z ( <. f ,  y >.Restrict z  /\  zFullFun G x )  <->  E. z
( z  =  ( f  |`  y )  /\  x  =  ( G `  z )
) )
352resex 5323 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( f  |`  y )  e.  _V
36 fveq2 5872 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( z  =  ( f  |`  y )  ->  ( G `  z )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) )
3736eqeq2d 2481 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( z  =  ( f  |`  y )  ->  (
x  =  ( G `
 z )  <->  x  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) ) )
3835, 37ceqsexv 3155 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( E. z ( z  =  ( f  |`  y
)  /\  x  =  ( G `  z ) )  <->  x  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) )
3929, 34, 383bitri 271 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( <.
f ,  y >.
(FullFun G  o. Restrict ) x  <-> 
x  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) )
404, 26brcnv 5191 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x `'Apply <. f ,  y
>. 
<-> 
<. f ,  y >.Apply x )
412, 15, 4brapply 29522 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( <.
f ,  y >.Apply x 
<->  x  =  ( f `
 y ) )
4240, 41bitri 249 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( x `'Apply <. f ,  y
>. 
<->  x  =  ( f `
 y ) )
4339, 42anbi12ci 698 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
<. f ,  y >.
(FullFun G  o. Restrict ) x  /\  x `'Apply <. f ,  y >. )  <->  ( x  =  ( f `
 y )  /\  x  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) )
4443exbii 1644 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( E. x ( <. f ,  y >. (FullFun G  o. Restrict ) x  /\  x `'Apply <. f ,  y
>. )  <->  E. x ( x  =  ( f `  y )  /\  x  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) )
45 fvex 5882 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( f `
 y )  e. 
_V
46 eqeq1 2471 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( x  =  ( f `  y )  ->  (
x  =  ( G `
 ( f  |`  y ) )  <->  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) ) )
4745, 46ceqsexv 3155 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( E. x ( x  =  ( f `  y
)  /\  x  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) )  <-> 
( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) )
4844, 47bitri 249 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( E. x ( <. f ,  y >. (FullFun G  o. Restrict ) x  /\  x `'Apply <. f ,  y
>. )  <->  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) )
4927, 28, 483bitri 271 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( <.
f ,  y >.  e.  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) )  <->  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) )
5049notbii 296 . . . . . . . . . . 11  |-  ( -. 
<. f ,  y >.  e.  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) )  <->  -.  (
f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) )
5125, 50anbi12i 697 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
<. f ,  y >.  e.  ( `'  _E  o. Domain )  /\  -.  <. f ,  y >.  e.  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) )  <->  ( y  e.  dom  f  /\  -.  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) ) )
5214, 51bitri 249 . . . . . . . . 9  |-  ( <.
f ,  y >.  e.  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) )  <->  ( y  e.  dom  f  /\  -.  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) ) )
5352exbii 1644 . . . . . . . 8  |-  ( E. y <. f ,  y
>.  e.  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) )  <->  E. y
( y  e.  dom  f  /\  -.  ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) )
542eldm2 5207 . . . . . . . 8  |-  ( f  e.  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) )  <->  E. y <. f ,  y >.  e.  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )
55 df-rex 2823 . . . . . . . 8  |-  ( E. y  e.  dom  f  -.  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) )  <->  E. y
( y  e.  dom  f  /\  -.  ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) )
5653, 54, 553bitr4i 277 . . . . . . 7  |-  ( f  e.  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) )  <->  E. y  e.  dom  f  -.  (
f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) )
57 rexnal 2915 . . . . . . 7  |-  ( E. y  e.  dom  f  -.  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) )  <->  -.  A. y  e.  dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) )
5856, 57bitr2i 250 . . . . . 6  |-  ( -. 
A. y  e.  dom  f ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) )  <->  f  e.  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )
5958con1bii 331 . . . . 5  |-  ( -.  f  e.  dom  (
( `'  _E  o. Domain ) 
\  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) )  <->  A. y  e.  dom  f ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) )
6013, 59anbi12i 697 . . . 4  |-  ( ( f  e.  ( Funs 
i^i  ( `'Domain " On ) )  /\  -.  f  e.  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )  <->  ( ( Fun  f  /\  dom  f  e.  On )  /\  A. y  e.  dom  f ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) )
61 anass 649 . . . 4  |-  ( ( ( Fun  f  /\  dom  f  e.  On )  /\  A. y  e. 
dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) )  <->  ( Fun  f  /\  ( dom  f  e.  On  /\  A. y  e.  dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) ) )
6260, 61bitri 249 . . 3  |-  ( ( f  e.  ( Funs 
i^i  ( `'Domain " On ) )  /\  -.  f  e.  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )  <->  ( Fun  f  /\  ( dom  f  e.  On  /\  A. y  e.  dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) ) )
63 eldif 3491 . . 3  |-  ( f  e.  ( ( Funs 
i^i  ( `'Domain " On ) )  \  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )  <->  ( f  e.  ( Funs  i^i  ( `'Domain " On ) )  /\  -.  f  e. 
dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) ) )
64 df-rex 2823 . . . 4  |-  ( E. x  e.  On  (
f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) )  <->  E. x
( x  e.  On  /\  ( f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) ) ) )
65 an12 795 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  On  /\  ( f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) ) )  <->  ( f  Fn  x  /\  ( x  e.  On  /\  A. y  e.  x  (
f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) ) )
66 df-fn 5597 . . . . . . . 8  |-  ( f  Fn  x  <->  ( Fun  f  /\  dom  f  =  x ) )
67 ancom 450 . . . . . . . 8  |-  ( ( Fun  f  /\  dom  f  =  x )  <->  ( dom  f  =  x  /\  Fun  f ) )
68 eqcom 2476 . . . . . . . . 9  |-  ( dom  f  =  x  <->  x  =  dom  f )
6968anbi1i 695 . . . . . . . 8  |-  ( ( dom  f  =  x  /\  Fun  f )  <-> 
( x  =  dom  f  /\  Fun  f ) )
7066, 67, 693bitri 271 . . . . . . 7  |-  ( f  Fn  x  <->  ( x  =  dom  f  /\  Fun  f ) )
7170anbi1i 695 . . . . . 6  |-  ( ( f  Fn  x  /\  ( x  e.  On  /\ 
A. y  e.  x  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) ) )  <->  ( ( x  =  dom  f  /\  Fun  f )  /\  (
x  e.  On  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) ) )
72 anass 649 . . . . . 6  |-  ( ( ( x  =  dom  f  /\  Fun  f )  /\  ( x  e.  On  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) ) )  <->  ( x  =  dom  f  /\  ( Fun  f  /\  (
x  e.  On  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) ) ) )
7365, 71, 723bitri 271 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  On  /\  ( f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) ) )  <->  ( x  =  dom  f  /\  ( Fun  f  /\  (
x  e.  On  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) ) ) )
7473exbii 1644 . . . 4  |-  ( E. x ( x  e.  On  /\  ( f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  (
f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) )  <->  E. x ( x  =  dom  f  /\  ( Fun  f  /\  (
x  e.  On  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) ) ) )
75 eleq1 2539 . . . . . . 7  |-  ( x  =  dom  f  -> 
( x  e.  On  <->  dom  f  e.  On ) )
76 raleq 3063 . . . . . . 7  |-  ( x  =  dom  f  -> 
( A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) )  <->  A. y  e.  dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) )
7775, 76anbi12d 710 . . . . . 6  |-  ( x  =  dom  f  -> 
( ( x  e.  On  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) )  <-> 
( dom  f  e.  On  /\  A. y  e. 
dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) ) )
7877anbi2d 703 . . . . 5  |-  ( x  =  dom  f  -> 
( ( Fun  f  /\  ( x  e.  On  /\ 
A. y  e.  x  ( f `  y
)  =  ( G `
 ( f  |`  y ) ) ) )  <->  ( Fun  f  /\  ( dom  f  e.  On  /\  A. y  e.  dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) ) ) )
7922, 78ceqsexv 3155 . . . 4  |-  ( E. x ( x  =  dom  f  /\  ( Fun  f  /\  (
x  e.  On  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) ) )  <->  ( Fun  f  /\  ( dom  f  e.  On  /\  A. y  e.  dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) ) )
8064, 74, 793bitri 271 . . 3  |-  ( E. x  e.  On  (
f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) )  <->  ( Fun  f  /\  ( dom  f  e.  On  /\  A. y  e.  dom  f ( f `
 y )  =  ( G `  (
f  |`  y ) ) ) ) )
8162, 63, 803bitr4i 277 . 2  |-  ( f  e.  ( ( Funs 
i^i  ( `'Domain " On ) )  \  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )  <->  E. x  e.  On  ( f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y ) ) ) )
8281abbi2i 2600 1  |-  ( (
Funs  i^i  ( `'Domain " On ) )  \  dom  ( ( `'  _E  o. Domain )  \  Fix ( `'Apply  o.  (FullFun G  o. Restrict ) ) ) )  =  { f  |  E. x  e.  On  (
f  Fn  x  /\  A. y  e.  x  ( f `  y )  =  ( G `  ( f  |`  y
) ) ) }
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -. wn 3    /\ wa 369    = wceq 1379   E.wex 1596    e. wcel 1767   {cab 2452   A.wral 2817   E.wrex 2818    \ cdif 3478    i^i cin 3480   <.cop 4039   class class class wbr 4453    _E cep 4795   Oncon0 4884   `'ccnv 5004   dom cdm 5005    |` cres 5007   "cima 5008    o. ccom 5009   Fun wfun 5588    Fn wfn 5589   ` cfv 5594   Fixcfix 29418   Funscfuns 29420  Domaincdomain 29426  Applycapply 29428  FullFuncfullfn 29433  Restrictcrestrict 29434
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-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-rab 2826  df-v 3120  df-sbc 3337  df-dif 3484  df-un 3486  df-in 3488  df-ss 3495  df-nul 3791  df-if 3946  df-pw 4018  df-sn 4034  df-pr 4036  df-op 4040  df-uni 4252  df-br 4454  df-opab 4512  df-mpt 4513  df-eprel 4797  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-fo 5600  df-fv 5602  df-1st 6795  df-2nd 6796  df-symdif 29402  df-txp 29437  df-pprod 29438  df-bigcup 29441  df-fix 29442  df-funs 29444  df-singleton 29445  df-singles 29446  df-image 29447  df-cart 29448  df-img 29449  df-domain 29450  df-range 29451  df-cap 29453  df-restrict 29454  df-apply 29456  df-funpart 29457  df-fullfun 29458
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