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Theorem acndom2 7681
Description: A set smaller than one with choice sequences of length  A also has choice sequences of length 
A. (Contributed by Mario Carneiro, 31-Aug-2015.)
Assertion
Ref Expression
acndom2  |-  ( X  ~<_  Y  ->  ( Y  e. AC  A  ->  X  e. AC  A ) )

Proof of Theorem acndom2
Dummy variables  f 
g  h  k  x are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 brdomi 6873 . 2  |-  ( X  ~<_  Y  ->  E. f 
f : X -1-1-> Y
)
2 simplr 731 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  ->  Y  e. AC  A )
3 imassrn 5025 . . . . . . . . . . 11  |-  ( f
" ( g `  x ) )  C_  ran  f
4 simplll 734 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  f : X -1-1-> Y
)
5 f1f 5437 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( f : X -1-1-> Y  -> 
f : X --> Y )
6 frn 5395 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( f : X --> Y  ->  ran  f  C_  Y )
74, 5, 63syl 18 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ran  f  C_  Y
)
83, 7syl5ss 3190 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( f " (
g `  x )
)  C_  Y )
9 difss 3303 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ~P X  \  { (/) } )  C_  ~P X
10 elmapi 6792 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A )  ->  g : A --> ( ~P X  \  { (/)
} ) )
1110adantl 452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  -> 
g : A --> ( ~P X  \  { (/) } ) )
12 ffvelrn 5663 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( g : A --> ( ~P X  \  { (/) } )  /\  x  e.  A )  ->  (
g `  x )  e.  ( ~P X  \  { (/) } ) )
1311, 12sylan 457 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( g `  x
)  e.  ( ~P X  \  { (/) } ) )
149, 13sseldi 3178 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( g `  x
)  e.  ~P X
)
15 elpwi 3633 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( g `  x )  e.  ~P X  -> 
( g `  x
)  C_  X )
1614, 15syl 15 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( g `  x
)  C_  X )
17 f1dm 5441 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( f : X -1-1-> Y  ->  dom  f  =  X
)
184, 17syl 15 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  dom  f  =  X )
1916, 18sseqtr4d 3215 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( g `  x
)  C_  dom  f )
20 dfss1 3373 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( g `  x ) 
C_  dom  f  <->  ( dom  f  i^i  ( g `  x ) )  =  ( g `  x
) )
2119, 20sylib 188 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( dom  f  i^i  ( g `  x
) )  =  ( g `  x ) )
22 eldifsni 3750 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( g `  x )  e.  ( ~P X  \  { (/) } )  -> 
( g `  x
)  =/=  (/) )
2313, 22syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( g `  x
)  =/=  (/) )
2421, 23eqnetrd 2464 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( dom  f  i^i  ( g `  x
) )  =/=  (/) )
25 imadisj 5032 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( f " ( g `
 x ) )  =  (/)  <->  ( dom  f  i^i  ( g `  x
) )  =  (/) )
2625necon3bii 2478 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( f " ( g `
 x ) )  =/=  (/)  <->  ( dom  f  i^i  ( g `  x
) )  =/=  (/) )
2724, 26sylibr 203 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( f " (
g `  x )
)  =/=  (/) )
288, 27jca 518 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( ( f "
( g `  x
) )  C_  Y  /\  ( f " (
g `  x )
)  =/=  (/) ) )
2928ralrimiva 2626 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  ->  A. x  e.  A  ( ( f "
( g `  x
) )  C_  Y  /\  ( f " (
g `  x )
)  =/=  (/) ) )
30 acni2 7673 . . . . . . . 8  |-  ( ( Y  e. AC  A  /\  A. x  e.  A  ( ( f " (
g `  x )
)  C_  Y  /\  ( f " (
g `  x )
)  =/=  (/) ) )  ->  E. k ( k : A --> Y  /\  A. x  e.  A  ( k `  x )  e.  ( f "
( g `  x
) ) ) )
312, 29, 30syl2anc 642 . . . . . . 7  |-  ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  ->  E. k ( k : A --> Y  /\  A. x  e.  A  (
k `  x )  e.  ( f " (
g `  x )
) ) )
32 acnrcl 7669 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( Y  e. AC  A  ->  A  e. 
_V )
3332adantl 452 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  ->  A  e.  _V )
3433ad2antrr 706 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  ( k : A --> Y  /\  A. x  e.  A  ( k `  x )  e.  ( f " ( g `
 x ) ) ) )  ->  A  e.  _V )
35 simpll 730 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  -> 
f : X -1-1-> Y
)
3635ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  f : X -1-1-> Y )
37 f1f1orn 5483 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( f : X -1-1-> Y  -> 
f : X -1-1-onto-> ran  f
)
3836, 37syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  f : X
-1-1-onto-> ran  f )
39 simprr 733 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  ( k `  x )  e.  ( f " ( g `
 x ) ) )
403, 39sseldi 3178 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  ( k `  x )  e.  ran  f )
41 f1ocnvfv2 5793 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( f : X -1-1-onto-> ran  f  /\  ( k `  x
)  e.  ran  f
)  ->  ( f `  ( `' f `  ( k `  x
) ) )  =  ( k `  x
) )
4238, 40, 41syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  ( f `  ( `' f `  ( k `  x
) ) )  =  ( k `  x
) )
4342, 39eqeltrd 2357 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  ( f `  ( `' f `  ( k `  x
) ) )  e.  ( f " (
g `  x )
) )
44 f1ocnv 5485 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( f : X -1-1-onto-> ran  f  ->  `' f : ran  f -1-1-onto-> X )
45 f1of 5472 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( `' f : ran  f -1-1-onto-> X  ->  `' f : ran  f
--> X )
4638, 44, 453syl 18 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  `' f : ran  f --> X )
47 ffvelrn 5663 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( `' f : ran  f
--> X  /\  ( k `
 x )  e. 
ran  f )  -> 
( `' f `  ( k `  x
) )  e.  X
)
4846, 40, 47syl2anc 642 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  ( `' f `  ( k `  x ) )  e.  X )
4916ad2ant2r 727 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  ( g `  x )  C_  X
)
50 f1elima 5787 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( f : X -1-1-> Y  /\  ( `' f `  ( k `  x
) )  e.  X  /\  ( g `  x
)  C_  X )  ->  ( ( f `  ( `' f `  (
k `  x )
) )  e.  ( f " ( g `
 x ) )  <-> 
( `' f `  ( k `  x
) )  e.  ( g `  x ) ) )
5136, 48, 49, 50syl3anc 1182 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  ( (
f `  ( `' f `  ( k `  x ) ) )  e.  ( f "
( g `  x
) )  <->  ( `' f `  ( k `  x ) )  e.  ( g `  x
) ) )
5243, 51mpbid 201 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  ( x  e.  A  /\  ( k `  x
)  e.  ( f
" ( g `  x ) ) ) )  ->  ( `' f `  ( k `  x ) )  e.  ( g `  x
) )
5352expr 598 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  /\  x  e.  A )  ->  ( ( k `  x )  e.  ( f " ( g `
 x ) )  ->  ( `' f `
 ( k `  x ) )  e.  ( g `  x
) ) )
5453ralimdva 2621 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  k : A --> Y )  ->  ( A. x  e.  A  ( k `  x )  e.  ( f " ( g `
 x ) )  ->  A. x  e.  A  ( `' f `  (
k `  x )
)  e.  ( g `
 x ) ) )
5554impr 602 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  ( k : A --> Y  /\  A. x  e.  A  ( k `  x )  e.  ( f " ( g `
 x ) ) ) )  ->  A. x  e.  A  ( `' f `  ( k `  x ) )  e.  ( g `  x
) )
56 acnlem 7675 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( A  e.  _V  /\  A. x  e.  A  ( `' f `  (
k `  x )
)  e.  ( g `
 x ) )  ->  E. h A. x  e.  A  ( h `  x )  e.  ( g `  x ) )
5734, 55, 56syl2anc 642 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  /\  ( k : A --> Y  /\  A. x  e.  A  ( k `  x )  e.  ( f " ( g `
 x ) ) ) )  ->  E. h A. x  e.  A  ( h `  x
)  e.  ( g `
 x ) )
5857ex 423 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  -> 
( ( k : A --> Y  /\  A. x  e.  A  (
k `  x )  e.  ( f " (
g `  x )
) )  ->  E. h A. x  e.  A  ( h `  x
)  e.  ( g `
 x ) ) )
5958exlimdv 1664 . . . . . . 7  |-  ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  -> 
( E. k ( k : A --> Y  /\  A. x  e.  A  ( k `  x )  e.  ( f "
( g `  x
) ) )  ->  E. h A. x  e.  A  ( h `  x )  e.  ( g `  x ) ) )
6031, 59mpd 14 . . . . . 6  |-  ( ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  /\  g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) )  ->  E. h A. x  e.  A  ( h `  x )  e.  ( g `  x ) )
6160ralrimiva 2626 . . . . 5  |-  ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  ->  A. g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) E. h A. x  e.  A  ( h `  x
)  e.  ( g `
 x ) )
62 vex 2791 . . . . . . . 8  |-  f  e. 
_V
6362dmex 4941 . . . . . . 7  |-  dom  f  e.  _V
6417, 63syl6eqelr 2372 . . . . . 6  |-  ( f : X -1-1-> Y  ->  X  e.  _V )
65 isacn 7671 . . . . . 6  |-  ( ( X  e.  _V  /\  A  e.  _V )  ->  ( X  e. AC  A  <->  A. g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) E. h A. x  e.  A  ( h `  x
)  e.  ( g `
 x ) ) )
6664, 32, 65syl2an 463 . . . . 5  |-  ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  ->  ( X  e. AC  A 
<-> 
A. g  e.  ( ( ~P X  \  { (/) } )  ^m  A ) E. h A. x  e.  A  ( h `  x
)  e.  ( g `
 x ) ) )
6761, 66mpbird 223 . . . 4  |-  ( ( f : X -1-1-> Y  /\  Y  e. AC  A )  ->  X  e. AC  A )
6867ex 423 . . 3  |-  ( f : X -1-1-> Y  -> 
( Y  e. AC  A  ->  X  e. AC  A ) )
6968exlimiv 1666 . 2  |-  ( E. f  f : X -1-1-> Y  ->  ( Y  e. AC  A  ->  X  e. AC  A ) )
701, 69syl 15 1  |-  ( X  ~<_  Y  ->  ( Y  e. AC  A  ->  X  e. AC  A ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358   E.wex 1528    = wceq 1623    e. wcel 1684    =/= wne 2446   A.wral 2543   _Vcvv 2788    \ cdif 3149    i^i cin 3151    C_ wss 3152   (/)c0 3455   ~Pcpw 3625   {csn 3640   class class class wbr 4023   `'ccnv 4688   dom cdm 4689   ran crn 4690   "cima 4692   -->wf 5251   -1-1->wf1 5252   -1-1-onto->wf1o 5254   ` cfv 5255  (class class class)co 5858    ^m cmap 6772    ~<_ cdom 6861  AC wacn 7571
This theorem is referenced by:  acnen2  7682  dfac13  7768  iundomg  8163  iunctb  8196
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-ral 2548  df-rex 2549  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-op 3649  df-uni 3828  df-iun 3907  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-id 4309  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-map 6774  df-dom 6865  df-acn 7575
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