MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fsnex Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fsnex 6438
Description: Relate a function with a singleton as domain and one variable. (Contributed by Thierry Arnoux, 12-Jul-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
fsnex.1 (𝑥 = (𝑓𝐴) → (𝜓𝜑))
Assertion
Ref Expression
fsnex (𝐴𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑) ↔ ∃𝑥𝐷 𝜓))
Distinct variable groups:   𝐴,𝑓,𝑥   𝐷,𝑓,𝑥   𝑓,𝑉,𝑥   𝜓,𝑓   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝜓(𝑥)

Proof of Theorem fsnex
StepHypRef Expression
1 fsn2g 6311 . . . . . . . 8 (𝐴𝑉 → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ↔ ((𝑓𝐴) ∈ 𝐷𝑓 = {⟨𝐴, (𝑓𝐴)⟩})))
21simprbda 651 . . . . . . 7 ((𝐴𝑉𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → (𝑓𝐴) ∈ 𝐷)
32adantrr 749 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) → (𝑓𝐴) ∈ 𝐷)
4 fsnex.1 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑓𝐴) → (𝜓𝜑))
54adantl 481 . . . . . 6 (((𝐴𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) ∧ 𝑥 = (𝑓𝐴)) → (𝜓𝜑))
6 simprr 792 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) → 𝜑)
73, 5, 6rspcedvd 3289 . . . . 5 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) → ∃𝑥𝐷 𝜓)
87ex 449 . . . 4 (𝐴𝑉 → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑) → ∃𝑥𝐷 𝜓))
98exlimdv 1848 . . 3 (𝐴𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑) → ∃𝑥𝐷 𝜓))
109imp 444 . 2 ((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)) → ∃𝑥𝐷 𝜓)
11 nfv 1830 . . . 4 𝑥 𝐴𝑉
12 nfre1 2988 . . . 4 𝑥𝑥𝐷 𝜓
1311, 12nfan 1816 . . 3 𝑥(𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓)
14 vex 3176 . . . . . . . . 9 𝑥 ∈ V
15 f1osng 6089 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑉𝑥 ∈ V) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
1614, 15mpan2 703 . . . . . . . 8 (𝐴𝑉 → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
1716ad3antrrr 762 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥})
18 f1of 6050 . . . . . . 7 ({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑥} → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶{𝑥})
1917, 18syl 17 . . . . . 6 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶{𝑥})
20 simplr 788 . . . . . . 7 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → 𝑥𝐷)
2120snssd 4281 . . . . . 6 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → {𝑥} ⊆ 𝐷)
22 fss 5969 . . . . . 6 (({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶{𝑥} ∧ {𝑥} ⊆ 𝐷) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷)
2319, 21, 22syl2anc 691 . . . . 5 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷)
24 fvsng 6352 . . . . . . . 8 ((𝐴𝑉𝑥 ∈ V) → ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴) = 𝑥)
2514, 24mpan2 703 . . . . . . 7 (𝐴𝑉 → ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴) = 𝑥)
2625eqcomd 2616 . . . . . 6 (𝐴𝑉𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
2726ad3antrrr 762 . . . . 5 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
28 snex 4835 . . . . . 6 {⟨𝐴, 𝑥⟩} ∈ V
29 feq1 5939 . . . . . . 7 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷 ↔ {⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷))
30 fveq1 6102 . . . . . . . 8 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑓𝐴) = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))
3130eqeq2d 2620 . . . . . . 7 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → (𝑥 = (𝑓𝐴) ↔ 𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴)))
3229, 31anbi12d 743 . . . . . 6 (𝑓 = {⟨𝐴, 𝑥⟩} → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)) ↔ ({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴))))
3328, 32spcev 3273 . . . . 5 (({⟨𝐴, 𝑥⟩}:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = ({⟨𝐴, 𝑥⟩}‘𝐴)) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)))
3423, 27, 33syl2anc 691 . . . 4 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)))
35 simprl 790 . . . . . . 7 (((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) → 𝑓:{𝐴}⟶𝐷)
36 simpllr 795 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝜓)
37 simplrr 797 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝑥 = (𝑓𝐴))
3837, 4syl 17 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → (𝜓𝜑))
3936, 38mpbid 221 . . . . . . . 8 ((((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) ∧ 𝑓:{𝐴}⟶𝐷) → 𝜑)
4035, 39mpdan 699 . . . . . . 7 (((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) → 𝜑)
4135, 40jca 553 . . . . . 6 (((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) ∧ (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴))) → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑))
4241ex 449 . . . . 5 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → ((𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)) → (𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)))
4342eximdv 1833 . . . 4 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝑥 = (𝑓𝐴)) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑)))
4434, 43mpd 15 . . 3 ((((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) ∧ 𝑥𝐷) ∧ 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑))
45 simpr 476 . . 3 ((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) → ∃𝑥𝐷 𝜓)
4613, 44, 45r19.29af 3058 . 2 ((𝐴𝑉 ∧ ∃𝑥𝐷 𝜓) → ∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑))
4710, 46impbida 873 1 (𝐴𝑉 → (∃𝑓(𝑓:{𝐴}⟶𝐷𝜑) ↔ ∃𝑥𝐷 𝜓))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 195  wa 383   = wceq 1475  wex 1695  wcel 1977  wrex 2897  Vcvv 3173  wss 3540  {csn 4125  cop 4131  wf 5800  1-1-ontowf1o 5803  cfv 5804
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pr 4833
This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-nul 3875  df-if 4037  df-sn 4126  df-pr 4128  df-op 4132  df-uni 4373  df-br 4584  df-opab 4644  df-id 4953  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator