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Theorem fiint 7375
Description: Equivalent ways of stating the finite intersection property. We show two ways of saying, "the intersection of elements in every finite non-empty subcollection of 
A is in  A." This theorem is applicable to a topology, which (among other axioms) is closed under finite intersections. Some texts use the left-hand version of this axiom and others the right-hand version, but as our proof here shows, their "intuitively obvious" equivalence can be non-trivial to establish formally. (Contributed by NM, 22-Sep-2002.)
Assertion
Ref Expression
fiint  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  i^i  y )  e.  A  <->  A. x ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/)  /\  x  e. 
Fin )  ->  |^| x  e.  A ) )
Distinct variable group:    x, y, A

Proof of Theorem fiint
Dummy variables  z  w  v  f are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 isfi 7123 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  Fin  <->  E. y  e.  om  x  ~~  y
)
2 ensym 7148 . . . . . . . . 9  |-  ( x 
~~  y  ->  y  ~~  x )
3 breq1 4207 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  =  (/)  ->  ( y 
~~  x  <->  (/)  ~~  x
) )
43anbi2d 685 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  (/)  ->  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  <->  ( (
x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x
) ) )
54imbi1d 309 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  (/)  ->  ( ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
)  <->  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x
)  ->  |^| x  e.  A ) ) )
65albidv 1635 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  (/)  ->  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  <->  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x
)  ->  |^| x  e.  A ) ) )
7 breq1 4207 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  =  v  ->  (
y  ~~  x  <->  v  ~~  x ) )
87anbi2d 685 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  v  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  <->  ( (
x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x ) ) )
98imbi1d 309 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  v  ->  (
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  <->  ( (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) ) )
109albidv 1635 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  v  ->  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  <->  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A ) ) )
11 breq1 4207 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  =  suc  v  -> 
( y  ~~  x  <->  suc  v  ~~  x ) )
1211anbi2d 685 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  suc  v  -> 
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  <->  ( (
x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x ) ) )
1312imbi1d 309 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  suc  v  -> 
( ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  <->  ( (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) ) )
1413albidv 1635 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  suc  v  -> 
( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
)  <->  A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) ) )
15 ensym 7148 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (/)  ~~  x  ->  x  ~~  (/) )
16 en0 7162 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x 
~~  (/)  <->  x  =  (/) )
1715, 16sylib 189 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (/)  ~~  x  ->  x  =  (/) )
1817anim1i 552 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
(/)  ~~  x  /\  x  =/=  (/) )  ->  (
x  =  (/)  /\  x  =/=  (/) ) )
1918ancoms 440 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  =/=  (/)  /\  (/)  ~~  x
)  ->  ( x  =  (/)  /\  x  =/=  (/) ) )
2019adantll 695 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x )  ->  (
x  =  (/)  /\  x  =/=  (/) ) )
21 df-ne 2600 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  =/=  (/)  <->  -.  x  =  (/) )
22 pm3.24 853 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  -.  (
x  =  (/)  /\  -.  x  =  (/) )
2322pm2.21i 125 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  =  (/)  /\  -.  x  =  (/) )  ->  |^| x  e.  A
)
2421, 23sylan2b 462 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  =  (/)  /\  x  =/=  (/) )  ->  |^| x  e.  A )
2520, 24syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )
2625ax-gen 1555 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x
)  ->  |^| x  e.  A )
2726a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x
)  ->  |^| x  e.  A ) )
28 nfv 1629 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  F/ x A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A
29 nfa1 1806 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  F/ x A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )
30 bren 7109 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( suc  v  ~~  x  <->  E. f 
f : suc  v -1-1-onto-> x
)
31 f1of 5666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
f : suc  v --> x )
32 vex 2951 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  v  e. 
_V
3332sucid 4652 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  v  e. 
suc  v
34 ffvelrn 5860 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( f : suc  v --> x  /\  v  e.  suc  v )  ->  (
f `  v )  e.  x )
3531, 33, 34sylancl 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( f `  v
)  e.  x )
36 ssel 3334 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( x 
C_  A  ->  (
( f `  v
)  e.  x  -> 
( f `  v
)  e.  A ) )
3735, 36syl5 30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( x 
C_  A  ->  (
f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  ( f `  v
)  e.  A ) )
3837imp 419 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x )  ->  ( f `  v )  e.  A
)
3938adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x
)  /\  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  /\  A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A ) )  -> 
( f `  v
)  e.  A )
40 df-ne 2600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( f " v )  =/=  (/)  <->  -.  ( f " v )  =  (/) )
41 imassrn 5208 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( f
" v )  C_  ran  f
42 dff1o2 5671 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  <->  ( f  Fn  suc  v  /\  Fun  `' f  /\  ran  f  =  x ) )
4342simp3bi 974 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  ran  f  =  x
)
4441, 43syl5sseq 3388 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( f " v
)  C_  x )
45 sstr2 3347 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( f " v ) 
C_  x  ->  (
x  C_  A  ->  ( f " v ) 
C_  A ) )
4644, 45syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( x  C_  A  ->  ( f " v
)  C_  A )
)
4746anim1d 548 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( x  C_  A  /\  ( f "
v )  =/=  (/) )  -> 
( ( f "
v )  C_  A  /\  ( f " v
)  =/=  (/) ) ) )
48 f1of1 5665 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
f : suc  v -1-1->
x )
49 vex 2951 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  x  e. 
_V
50 sssucid 4650 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  v  C_  suc  v
51 f1imaen2g 7160 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( ( ( f : suc  v -1-1-> x  /\  x  e.  _V )  /\  (
v  C_  suc  v  /\  v  e.  _V )
)  ->  ( f " v )  ~~  v )
5250, 32, 51mpanr12 667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( f : suc  v -1-1->
x  /\  x  e.  _V )  ->  ( f
" v )  ~~  v )
5348, 49, 52sylancl 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( f " v
)  ~~  v )
5453ensymd 7150 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
v  ~~  ( f " v ) )
5547, 54jctird 529 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( x  C_  A  /\  ( f "
v )  =/=  (/) )  -> 
( ( ( f
" v )  C_  A  /\  ( f "
v )  =/=  (/) )  /\  v  ~~  ( f "
v ) ) ) )
56 vex 2951 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  f  e. 
_V
57 imaexg 5209 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( f  e.  _V  ->  (
f " v )  e.  _V )
5856, 57ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( f
" v )  e. 
_V
59 sseq1 3361 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
x  C_  A  <->  ( f " v )  C_  A ) )
60 neeq1 2606 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
x  =/=  (/)  <->  ( f " v )  =/=  (/) ) )
6159, 60anbi12d 692 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  <->  ( (
f " v ) 
C_  A  /\  (
f " v )  =/=  (/) ) ) )
62 breq2 4208 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
v  ~~  x  <->  v  ~~  ( f " v
) ) )
6361, 62anbi12d 692 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  <->  ( (
( f " v
)  C_  A  /\  ( f " v
)  =/=  (/) )  /\  v  ~~  ( f "
v ) ) ) )
64 inteq 4045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  |^| x  =  |^| ( f "
v ) )
6564eleq1d 2501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  ( |^| x  e.  A  <->  |^| ( f " v
)  e.  A ) )
6663, 65imbi12d 312 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  <->  ( (
( ( f "
v )  C_  A  /\  ( f " v
)  =/=  (/) )  /\  v  ~~  ( f "
v ) )  ->  |^| ( f " v
)  e.  A ) ) )
6758, 66spcv 3034 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  ->  (
( ( ( f
" v )  C_  A  /\  ( f "
v )  =/=  (/) )  /\  v  ~~  ( f "
v ) )  ->  |^| ( f " v
)  e.  A ) )
6855, 67sylan9 639 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( f : suc  v -1-1-onto-> x  /\  A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) )  ->  (
( x  C_  A  /\  ( f " v
)  =/=  (/) )  ->  |^| ( f " v
)  e.  A ) )
69 ineq1 3527 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( z  =  |^| ( f
" v )  -> 
( z  i^i  w
)  =  ( |^| ( f " v
)  i^i  w )
)
7069eleq1d 2501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( z  =  |^| ( f
" v )  -> 
( ( z  i^i  w )  e.  A  <->  (
|^| ( f "
v )  i^i  w
)  e.  A ) )
71 ineq2 3528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( w  =  ( f `  v )  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  w )  =  ( |^| (
f " v )  i^i  ( f `  v ) ) )
7271eleq1d 2501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( w  =  ( f `  v )  ->  (
( |^| ( f "
v )  i^i  w
)  e.  A  <->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  e.  A ) )
7370, 72rspc2v 3050 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( (
|^| ( f "
v )  e.  A  /\  ( f `  v
)  e.  A )  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w )  e.  A  ->  ( |^| ( f
" v )  i^i  ( f `  v
) )  e.  A
) )
7473ex 424 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( |^| ( f " v
)  e.  A  -> 
( ( f `  v )  e.  A  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w )  e.  A  ->  ( |^| ( f
" v )  i^i  ( f `  v
) )  e.  A
) ) )
7568, 74syl6 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( f : suc  v -1-1-onto-> x  /\  A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) )  ->  (
( x  C_  A  /\  ( f " v
)  =/=  (/) )  -> 
( ( f `  v )  e.  A  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w )  e.  A  ->  ( |^| ( f
" v )  i^i  ( f `  v
) )  e.  A
) ) ) )
7675com4r 82 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  ( ( f : suc  v -1-1-onto-> x  /\  A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) )  ->  (
( x  C_  A  /\  ( f " v
)  =/=  (/) )  -> 
( ( f `  v )  e.  A  ->  ( |^| ( f
" v )  i^i  ( f `  v
) )  e.  A
) ) ) )
7776exp5c 600 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
)  ->  ( x  C_  A  ->  ( (
f " v )  =/=  (/)  ->  ( (
f `  v )  e.  A  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  e.  A ) ) ) ) ) )
7877com14 84 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( x 
C_  A  ->  (
f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
)  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  ( ( f " v )  =/=  (/)  ->  ( (
f `  v )  e.  A  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  e.  A ) ) ) ) ) )
7978imp43 579 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x
)  /\  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  /\  A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A ) )  -> 
( ( f "
v )  =/=  (/)  ->  (
( f `  v
)  e.  A  -> 
( |^| ( f "
v )  i^i  (
f `  v )
)  e.  A ) ) )
8040, 79syl5bir 210 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x
)  /\  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  /\  A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A ) )  -> 
( -.  ( f
" v )  =  (/)  ->  ( ( f `
 v )  e.  A  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  e.  A ) ) )
81 inteq 4045 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  |^| (
f " v )  =  |^| (/) )
82 int0 4056 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  |^| (/)  =  _V
8381, 82syl6eq 2483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  |^| (
f " v )  =  _V )
8483ineq1d 3533 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  =  ( _V  i^i  (
f `  v )
) )
85 ssv 3360 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( f `
 v )  C_  _V
86 sseqin2 3552 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( f `  v ) 
C_  _V  <->  ( _V  i^i  ( f `  v
) )  =  ( f `  v ) )
8785, 86mpbi 200 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( _V 
i^i  ( f `  v ) )  =  ( f `  v
)
8884, 87syl6eq 2483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  =  ( f `  v
) )
8988eleq1d 2501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  ( (
|^| ( f "
v )  i^i  (
f `  v )
)  e.  A  <->  ( f `  v )  e.  A
) )
9089biimprd 215 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  ( ( f `  v )  e.  A  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  e.  A ) )
9180, 90pm2.61d2 154 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x
)  /\  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  /\  A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A ) )  -> 
( ( f `  v )  e.  A  ->  ( |^| ( f
" v )  i^i  ( f `  v
) )  e.  A
) )
9239, 91mpd 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x
)  /\  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  /\  A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A ) )  -> 
( |^| ( f "
v )  i^i  (
f `  v )
)  e.  A )
93 fvex 5734 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( f `
 v )  e. 
_V
9493intunsn 4081 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  |^| (
( f " v
)  u.  { ( f `  v ) } )  =  (
|^| ( f "
v )  i^i  (
f `  v )
)
95 f1ofn 5667 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
f  Fn  suc  v
)
96 fnsnfv 5778 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( f  Fn  suc  v  /\  v  e.  suc  v )  ->  { ( f `  v ) }  =  ( f
" { v } ) )
9795, 33, 96sylancl 644 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  { ( f `  v ) }  =  ( f " {
v } ) )
9897uneq2d 3493 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( f "
v )  u.  {
( f `  v
) } )  =  ( ( f "
v )  u.  (
f " { v } ) ) )
99 df-suc 4579 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  suc  v  =  ( v  u. 
{ v } )
10099imaeq2i 5193 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( f
" suc  v )  =  ( f "
( v  u.  {
v } ) )
101 imaundi 5276 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( f
" ( v  u. 
{ v } ) )  =  ( ( f " v )  u.  ( f " { v } ) )
102100, 101eqtr2i 2456 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( f " v )  u.  ( f " { v } ) )  =  ( f
" suc  v )
10398, 102syl6eq 2483 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( f "
v )  u.  {
( f `  v
) } )  =  ( f " suc  v ) )
104 f1ofo 5673 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
f : suc  v -onto->
x )
105 foima 5650 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( f : suc  v -onto-> x  ->  ( f " suc  v )  =  x )
106104, 105syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( f " suc  v )  =  x )
107103, 106eqtrd 2467 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( f "
v )  u.  {
( f `  v
) } )  =  x )
108107inteqd 4047 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  |^| ( ( f "
v )  u.  {
( f `  v
) } )  = 
|^| x )
10994, 108syl5eqr 2481 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( |^| ( f "
v )  i^i  (
f `  v )
)  =  |^| x
)
110109eleq1d 2501 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( |^| (
f " v )  i^i  ( f `  v ) )  e.  A  <->  |^| x  e.  A
) )
111110ad2antlr 708 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x
)  /\  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  /\  A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A ) )  -> 
( ( |^| (
f " v )  i^i  ( f `  v ) )  e.  A  <->  |^| x  e.  A
) )
11292, 111mpbid 202 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x
)  /\  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  /\  A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A ) )  ->  |^| x  e.  A
)
113112exp43 596 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x 
C_  A  ->  (
f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
)  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  |^| x  e.  A ) ) ) )
114113exlimdv 1646 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( x 
C_  A  ->  ( E. f  f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A  ->  |^| x  e.  A
) ) ) )
11530, 114syl5bi 209 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( x 
C_  A  ->  ( suc  v  ~~  x  -> 
( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
)  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  |^| x  e.  A ) ) ) )
116115imp 419 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  C_  A  /\  suc  v  ~~  x )  ->  ( A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A  ->  |^| x  e.  A
) ) )
117116adantlr 696 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x )  ->  ( A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A  ->  |^| x  e.  A
) ) )
118117com13 76 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) ) )
11928, 29, 118alrimd 1785 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  ->  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) ) )
120119a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( v  e.  om  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A  -> 
( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
)  ->  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) ) ) )
1216, 10, 14, 27, 120finds2 4865 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  e.  om  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A  ->  A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A ) ) )
122 sp 1763 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) )
123121, 122syl6 31 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  om  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A  -> 
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A ) ) )
124123exp4a 590 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  om  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A  -> 
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  -> 
( y  ~~  x  ->  |^| x  e.  A
) ) ) )
125124com24 83 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  om  ->  (
y  ~~  x  ->  ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  -> 
( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w )  e.  A  ->  |^| x  e.  A
) ) ) )
1262, 125syl5 30 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  om  ->  (
x  ~~  y  ->  ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  -> 
( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w )  e.  A  ->  |^| x  e.  A
) ) ) )
127126rexlimiv 2816 . . . . . . 7  |-  ( E. y  e.  om  x  ~~  y  ->  ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  ->  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A  ->  |^| x  e.  A
) ) )
1281, 127sylbi 188 . . . . . 6  |-  ( x  e.  Fin  ->  (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  -> 
( A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w )  e.  A  ->  |^| x  e.  A
) ) )
129128com13 76 . . . . 5  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  ->  (
x  e.  Fin  ->  |^| x  e.  A ) ) )
130129imp3a 421 . . . 4  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A
) )
131130alrimiv 1641 . . 3  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  ->  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A ) )
132 zfpair2 4396 . . . . . 6  |-  { z ,  w }  e.  _V
133 sseq1 3361 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
x  C_  A  <->  { z ,  w }  C_  A
) )
134 neeq1 2606 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
x  =/=  (/)  <->  { z ,  w }  =/=  (/) ) )
135133, 134anbi12d 692 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  <->  ( {
z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) ) ) )
136 eleq1 2495 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
x  e.  Fin  <->  { z ,  w }  e.  Fin ) )
137135, 136anbi12d 692 . . . . . . 7  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  <->  ( ( { z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) )  /\  {
z ,  w }  e.  Fin ) ) )
138 inteq 4045 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  |^| x  =  |^| { z ,  w } )
139138eleq1d 2501 . . . . . . 7  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  ( |^| x  e.  A  <->  |^|
{ z ,  w }  e.  A )
)
140137, 139imbi12d 312 . . . . . 6  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A )  <->  ( (
( { z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) )  /\  {
z ,  w }  e.  Fin )  ->  |^| { z ,  w }  e.  A ) ) )
141132, 140spcv 3034 . . . . 5  |-  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A )  ->  (
( ( { z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) )  /\  { z ,  w }  e.  Fin )  ->  |^| { z ,  w }  e.  A ) )
142 vex 2951 . . . . . . 7  |-  z  e. 
_V
143 vex 2951 . . . . . . 7  |-  w  e. 
_V
144142, 143prss 3944 . . . . . 6  |-  ( ( z  e.  A  /\  w  e.  A )  <->  { z ,  w }  C_  A )
145142prnz 3915 . . . . . . 7  |-  { z ,  w }  =/=  (/)
146145biantru 492 . . . . . 6  |-  ( { z ,  w }  C_  A  <->  ( { z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) ) )
147 prfi 7373 . . . . . . 7  |-  { z ,  w }  e.  Fin
148147biantru 492 . . . . . 6  |-  ( ( { z ,  w }  C_  A  /\  {
z ,  w }  =/=  (/) )  <->  ( ( { z ,  w }  C_  A  /\  {
z ,  w }  =/=  (/) )  /\  {
z ,  w }  e.  Fin ) )
149144, 146, 1483bitrri 264 . . . . 5  |-  ( ( ( { z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) )  /\  {
z ,  w }  e.  Fin )  <->  ( z  e.  A  /\  w  e.  A ) )
150142, 143intpr 4075 . . . . . 6  |-  |^| { z ,  w }  =  ( z  i^i  w
)
151150eleq1i 2498 . . . . 5  |-  ( |^| { z ,  w }  e.  A  <->  ( z  i^i  w )  e.  A
)
152141, 149, 1513imtr3g 261 . . . 4  |-  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A )  ->  (
( z  e.  A  /\  w  e.  A
)  ->  ( z  i^i  w )  e.  A
) )
153152ralrimivv 2789 . . 3  |-  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A )  ->  A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w )  e.  A
)
154131, 153impbii 181 . 2  |-  ( A. z  e.  A  A. w  e.  A  (
z  i^i  w )  e.  A  <->  A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A
) )
155 ineq1 3527 . . . 4  |-  ( x  =  z  ->  (
x  i^i  y )  =  ( z  i^i  y ) )
156155eleq1d 2501 . . 3  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  i^i  y
)  e.  A  <->  ( z  i^i  y )  e.  A
) )
157 ineq2 3528 . . . 4  |-  ( y  =  w  ->  (
z  i^i  y )  =  ( z  i^i  w ) )
158157eleq1d 2501 . . 3  |-  ( y  =  w  ->  (
( z  i^i  y
)  e.  A  <->  ( z  i^i  w )  e.  A
) )
159156, 158cbvral2v 2932 . 2  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  i^i  y )  e.  A  <->  A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A )
160 df-3an 938 . . . 4  |-  ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/)  /\  x  e. 
Fin )  <->  ( (
x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin ) )
161160imbi1i 316 . . 3  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/)  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A )  <->  ( (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A
) )
162161albii 1575 . 2  |-  ( A. x ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/)  /\  x  e. 
Fin )  ->  |^| x  e.  A )  <->  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A ) )
163154, 159, 1623bitr4i 269 1  |-  ( A. x  e.  A  A. y  e.  A  (
x  i^i  y )  e.  A  <->  A. x ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/)  /\  x  e. 
Fin )  ->  |^| x  e.  A ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936   A.wal 1549   E.wex 1550    = wceq 1652    e. wcel 1725    =/= wne 2598   A.wral 2697   E.wrex 2698   _Vcvv 2948    u. cun 3310    i^i cin 3311    C_ wss 3312   (/)c0 3620   {csn 3806   {cpr 3807   |^|cint 4042   class class class wbr 4204   suc csuc 4575   omcom 4837   `'ccnv 4869   ran crn 4871   "cima 4873   Fun wfun 5440    Fn wfn 5441   -->wf 5442   -1-1->wf1 5443   -onto->wfo 5444   -1-1-onto->wf1o 5445   ` cfv 5446    ~~ cen 7098   Fincfn 7101
This theorem is referenced by:  dffi2  7420  istop2g  16961  istps4OLD  16980  neificl  26450
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1555  ax-5 1566  ax-17 1626  ax-9 1666  ax-8 1687  ax-13 1727  ax-14 1729  ax-6 1744  ax-7 1749  ax-11 1761  ax-12 1950  ax-ext 2416  ax-sep 4322  ax-nul 4330  ax-pow 4369  ax-pr 4395  ax-un 4693
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2284  df-mo 2285  df-clab 2422  df-cleq 2428  df-clel 2431  df-nfc 2560  df-ne 2600  df-ral 2702  df-rex 2703  df-reu 2704  df-rab 2706  df-v 2950  df-sbc 3154  df-csb 3244  df-dif 3315  df-un 3317  df-in 3319  df-ss 3326  df-pss 3328  df-nul 3621  df-if 3732  df-pw 3793  df-sn 3812  df-pr 3813  df-tp 3814  df-op 3815  df-uni 4008  df-int 4043  df-iun 4087  df-br 4205  df-opab 4259  df-mpt 4260  df-tr 4295  df-eprel 4486  df-id 4490  df-po 4495  df-so 4496  df-fr 4533  df-we 4535  df-ord 4576  df-on 4577  df-lim 4578  df-suc 4579  df-om 4838  df-xp 4876  df-rel 4877  df-cnv 4878  df-co 4879  df-dm 4880  df-rn 4881  df-res 4882  df-ima 4883  df-iota 5410  df-fun 5448  df-fn 5449  df-f 5450  df-f1 5451  df-fo 5452  df-f1o 5453  df-fv 5454  df-ov 6076  df-oprab 6077  df-mpt2 6078  df-recs 6625  df-rdg 6660  df-1o 6716  df-oadd 6720  df-er 6897  df-en 7102  df-fin 7105
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