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Theorem fiint 7149
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 6901 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  Fin  <->  E. y  e.  om  x  ~~  y
)
2 ensym 6926 . . . . . . . . 9  |-  ( x 
~~  y  ->  y  ~~  x )
3 breq1 4042 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  =  (/)  ->  ( y 
~~  x  <->  (/)  ~~  x
) )
43anbi2d 684 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  (/)  ->  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  <->  ( (
x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x
) ) )
54imbi1d 308 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  (/)  ->  ( ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
)  <->  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x
)  ->  |^| x  e.  A ) ) )
65albidv 1615 . . . . . . . . . . . . 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 4042 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  =  v  ->  (
y  ~~  x  <->  v  ~~  x ) )
87anbi2d 684 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  v  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  <->  ( (
x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x ) ) )
98imbi1d 308 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  v  ->  (
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  <->  ( (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) ) )
109albidv 1615 . . . . . . . . . . . . 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 4042 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( y  =  suc  v  -> 
( y  ~~  x  <->  suc  v  ~~  x ) )
1211anbi2d 684 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( y  =  suc  v  -> 
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  <->  ( (
x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x ) ) )
1312imbi1d 308 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( y  =  suc  v  -> 
( ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  <->  ( (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  suc  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) ) )
1413albidv 1615 . . . . . . . . . . . . 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 6926 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (/)  ~~  x  ->  x  ~~  (/) )
16 en0 6940 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( x 
~~  (/)  <->  x  =  (/) )
1715, 16sylib 188 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (/)  ~~  x  ->  x  =  (/) )
1817anim1i 551 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
(/)  ~~  x  /\  x  =/=  (/) )  ->  (
x  =  (/)  /\  x  =/=  (/) ) )
1918ancoms 439 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  =/=  (/)  /\  (/)  ~~  x
)  ->  ( x  =  (/)  /\  x  =/=  (/) ) )
2019adantll 694 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x )  ->  (
x  =  (/)  /\  x  =/=  (/) ) )
21 df-ne 2461 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( x  =/=  (/)  <->  -.  x  =  (/) )
22 pm3.24 852 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  -.  (
x  =  (/)  /\  -.  x  =  (/) )
2322pm2.21i 123 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( x  =  (/)  /\  -.  x  =  (/) )  ->  |^| x  e.  A
)
2421, 23sylan2b 461 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  =  (/)  /\  x  =/=  (/) )  ->  |^| x  e.  A )
2520, 24syl 15 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )
2625ax-gen 1536 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  A. x
( ( ( x 
C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  (/)  ~~  x
)  ->  |^| x  e.  A )
2726a1i 10 . . . . . . . . . . . . 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 1609 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  F/ x A. z  e.  A  A. w  e.  A  ( z  i^i  w
)  e.  A
29 nfa1 1768 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  F/ x A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )
30 bren 6887 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( suc  v  ~~  x  <->  E. f 
f : suc  v -1-1-onto-> x
)
31 f1of 5488 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
f : suc  v --> x )
32 vex 2804 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  v  e. 
_V
3332sucid 4487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  v  e. 
suc  v
34 ffvelrn 5679 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( f : suc  v --> x  /\  v  e.  suc  v )  ->  (
f `  v )  e.  x )
3531, 33, 34sylancl 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( f `  v
)  e.  x )
36 ssel 3187 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( x 
C_  A  ->  (
( f `  v
)  e.  x  -> 
( f `  v
)  e.  A ) )
3735, 36syl5 28 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( x 
C_  A  ->  (
f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  ( f `  v
)  e.  A ) )
3837imp 418 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( x  C_  A  /\  f : suc  v -1-1-onto-> x )  ->  ( f `  v )  e.  A
)
3938adantr 451 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2461 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( f " v )  =/=  (/)  <->  -.  ( f " v )  =  (/) )
41 imassrn 5041 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( f
" v )  C_  ran  f
42 dff1o2 5493 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  <->  ( f  Fn  suc  v  /\  Fun  `' f  /\  ran  f  =  x ) )
4342simp3bi 972 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  ran  f  =  x
)
4441, 43syl5sseq 3239 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( f " v
)  C_  x )
45 sstr2 3199 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( f " v ) 
C_  x  ->  (
x  C_  A  ->  ( f " v ) 
C_  A ) )
4644, 45syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( x  C_  A  ->  ( f " v
)  C_  A )
)
4746anim1d 547 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( x  C_  A  /\  ( f "
v )  =/=  (/) )  -> 
( ( f "
v )  C_  A  /\  ( f " v
)  =/=  (/) ) ) )
48 f1of1 5487 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
f : suc  v -1-1->
x )
49 vex 2804 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  x  e. 
_V
50 sssucid 4485 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  v  C_  suc  v
51 f1imaen2g 6938 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( ( ( f : suc  v -1-1-> x  /\  x  e.  _V )  /\  (
v  C_  suc  v  /\  v  e.  _V )
)  ->  ( f " v )  ~~  v )
5250, 32, 51mpanr12 666 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( ( f : suc  v -1-1->
x  /\  x  e.  _V )  ->  ( f
" v )  ~~  v )
5348, 49, 52sylancl 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( f " v
)  ~~  v )
54 ensym 6926 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( ( f " v ) 
~~  v  ->  v  ~~  ( f " v
) )
5553, 54syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
v  ~~  ( f " v ) )
5647, 55jctird 528 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( x  C_  A  /\  ( f "
v )  =/=  (/) )  -> 
( ( ( f
" v )  C_  A  /\  ( f "
v )  =/=  (/) )  /\  v  ~~  ( f "
v ) ) ) )
57 vex 2804 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  f  e. 
_V
58 imaexg 5042 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( f  e.  _V  ->  (
f " v )  e.  _V )
5957, 58ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( f
" v )  e. 
_V
60 sseq1 3212 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
x  C_  A  <->  ( f " v )  C_  A ) )
61 neeq1 2467 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
x  =/=  (/)  <->  ( f " v )  =/=  (/) ) )
6260, 61anbi12d 691 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  <->  ( (
f " v ) 
C_  A  /\  (
f " v )  =/=  (/) ) ) )
63 breq2 4043 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
v  ~~  x  <->  v  ~~  ( f " v
) ) )
6462, 63anbi12d 691 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  v  ~~  x )  <->  ( (
( f " v
)  C_  A  /\  ( f " v
)  =/=  (/) )  /\  v  ~~  ( f "
v ) ) ) )
65 inteq 3881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  |^| x  =  |^| ( f "
v ) )
6665eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( x  =  ( f "
v )  ->  ( |^| x  e.  A  <->  |^| ( f " v
)  e.  A ) )
6764, 66imbi12d 311 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) ) )
6859, 67spcv 2887 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) )
6956, 68sylan9 638 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) )
70 ineq1 3376 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( z  =  |^| ( f
" v )  -> 
( z  i^i  w
)  =  ( |^| ( f " v
)  i^i  w )
)
7170eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( z  =  |^| ( f
" v )  -> 
( ( z  i^i  w )  e.  A  <->  (
|^| ( f "
v )  i^i  w
)  e.  A ) )
72 ineq2 3377 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33  |-  ( w  =  ( f `  v )  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  w )  =  ( |^| (
f " v )  i^i  ( f `  v ) ) )
7372eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32  |-  ( w  =  ( f `  v )  ->  (
( |^| ( f "
v )  i^i  w
)  e.  A  <->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  e.  A ) )
7471, 73rspc2v 2903 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
) )
7574ex 423 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
) ) )
7669, 75syl6 29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
) ) ) )
7776com4r 80 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
) ) ) )
7877exp5c 599 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) ) ) ) ) )
7978com14 82 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) ) ) ) ) )
8079imp43 578 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) ) )
8140, 80syl5bir 209 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) ) )
82 inteq 3881 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  |^| (
f " v )  =  |^| (/) )
83 int0 3892 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  |^| (/)  =  _V
8482, 83syl6eq 2344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  |^| (
f " v )  =  _V )
8584ineq1d 3382 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  =  ( _V  i^i  (
f `  v )
) )
86 ssv 3211 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( f `
 v )  C_  _V
87 sseqin2 3401 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( f `  v ) 
C_  _V  <->  ( _V  i^i  ( f `  v
) )  =  ( f `  v ) )
8886, 87mpbi 199 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( _V 
i^i  ( f `  v ) )  =  ( f `  v
)
8985, 88syl6eq 2344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  =  ( f `  v
) )
9089eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  ( (
|^| ( f "
v )  i^i  (
f `  v )
)  e.  A  <->  ( f `  v )  e.  A
) )
9190biimprd 214 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( ( f " v )  =  (/)  ->  ( ( f `  v )  e.  A  ->  ( |^| ( f " v
)  i^i  ( f `  v ) )  e.  A ) )
9281, 91pm2.61d2 152 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
) )
9339, 92mpd 14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 )
94 fvex 5555 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( f `
 v )  e. 
_V
9594intunsn 3917 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  |^| (
( f " v
)  u.  { ( f `  v ) } )  =  (
|^| ( f "
v )  i^i  (
f `  v )
)
96 f1ofn 5489 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
f  Fn  suc  v
)
97 fnsnfv 5598 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  ( ( f  Fn  suc  v  /\  v  e.  suc  v )  ->  { ( f `  v ) }  =  ( f
" { v } ) )
9896, 33, 97sylancl 643 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  { ( f `  v ) }  =  ( f " {
v } ) )
9998uneq2d 3342 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( f "
v )  u.  {
( f `  v
) } )  =  ( ( f "
v )  u.  (
f " { v } ) ) )
100 df-suc 4414 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30  |-  suc  v  =  ( v  u. 
{ v } )
101100imaeq2i 5026 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( f
" suc  v )  =  ( f "
( v  u.  {
v } ) )
102 imaundi 5109 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29  |-  ( f
" ( v  u. 
{ v } ) )  =  ( ( f " v )  u.  ( f " { v } ) )
103101, 102eqtr2i 2317 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( ( f " v )  u.  ( f " { v } ) )  =  ( f
" suc  v )
10499, 103syl6eq 2344 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( f "
v )  u.  {
( f `  v
) } )  =  ( f " suc  v ) )
105 f1ofo 5495 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
f : suc  v -onto->
x )
106 foima 5472 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28  |-  ( f : suc  v -onto-> x  ->  ( f " suc  v )  =  x )
107105, 106syl 15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( f " suc  v )  =  x )
108104, 107eqtrd 2328 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( f "
v )  u.  {
( f `  v
) } )  =  x )
109108inteqd 3883 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  ->  |^| ( ( f "
v )  u.  {
( f `  v
) } )  = 
|^| x )
11095, 109syl5eqr 2342 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( |^| ( f "
v )  i^i  (
f `  v )
)  =  |^| x
)
111110eleq1d 2362 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23  |-  ( f : suc  v -1-1-onto-> x  -> 
( ( |^| (
f " v )  i^i  ( f `  v ) )  e.  A  <->  |^| x  e.  A
) )
112111ad2antlr 707 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
) )
11393, 112mpbid 201 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
)
114113exp43 595 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) ) ) )
115114exlimdv 1626 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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
) ) ) )
11630, 115syl5bi 208 . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 ) ) ) )
117116imp 418 . . . . . . . . . . . . . . . . 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
) ) )
118117adantlr 695 . . . . . . . . . . . . . . . 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
) ) )
119118com13 74 . . . . . . . . . . . . . . 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
) ) )
12028, 29, 119alrimd 1761 . . . . . . . . . . . . . 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
) ) )
121120a1i 10 . . . . . . . . . . . . 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
) ) ) )
1226, 10, 14, 27, 121finds2 4700 . . . . . . . . . . . 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 ) ) )
123 sp 1728 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( A. x ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A )  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  y  ~~  x )  ->  |^| x  e.  A
) )
124122, 123syl6 29 . . . . . . . . . . 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 ) ) )
125124exp4a 589 . . . . . . . . . 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
) ) ) )
126125com24 81 . . . . . . . . 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
) ) ) )
1272, 126syl5 28 . . . . . . . 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
) ) ) )
128127rexlimiv 2674 . . . . . . 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
) ) )
1291, 128sylbi 187 . . . . . 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
) ) )
130129com13 74 . . . . 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 ) ) )
131130imp3a 420 . . . 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
) )
132131alrimiv 1621 . . 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 ) )
133 zfpair2 4231 . . . . . 6  |-  { z ,  w }  e.  _V
134 sseq1 3212 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
x  C_  A  <->  { z ,  w }  C_  A
) )
135 neeq1 2467 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
x  =/=  (/)  <->  { z ,  w }  =/=  (/) ) )
136134, 135anbi12d 691 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  <->  ( {
z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) ) ) )
137 eleq1 2356 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
x  e.  Fin  <->  { z ,  w }  e.  Fin ) )
138136, 137anbi12d 691 . . . . . . 7  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  (
( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  <->  ( ( { z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) )  /\  {
z ,  w }  e.  Fin ) ) )
139 inteq 3881 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  |^| x  =  |^| { z ,  w } )
140139eleq1d 2362 . . . . . . 7  |-  ( x  =  { z ,  w }  ->  ( |^| x  e.  A  <->  |^|
{ z ,  w }  e.  A )
)
141138, 140imbi12d 311 . . . . . 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 ) ) )
142133, 141spcv 2887 . . . . 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 ) )
143 vex 2804 . . . . . . 7  |-  z  e. 
_V
144 vex 2804 . . . . . . 7  |-  w  e. 
_V
145143, 144prss 3785 . . . . . 6  |-  ( ( z  e.  A  /\  w  e.  A )  <->  { z ,  w }  C_  A )
146143prnz 3758 . . . . . . 7  |-  { z ,  w }  =/=  (/)
147146biantru 491 . . . . . 6  |-  ( { z ,  w }  C_  A  <->  ( { z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) ) )
148 prfi 7147 . . . . . . 7  |-  { z ,  w }  e.  Fin
149148biantru 491 . . . . . 6  |-  ( ( { z ,  w }  C_  A  /\  {
z ,  w }  =/=  (/) )  <->  ( ( { z ,  w }  C_  A  /\  {
z ,  w }  =/=  (/) )  /\  {
z ,  w }  e.  Fin ) )
150145, 147, 1493bitrri 263 . . . . 5  |-  ( ( ( { z ,  w }  C_  A  /\  { z ,  w }  =/=  (/) )  /\  {
z ,  w }  e.  Fin )  <->  ( z  e.  A  /\  w  e.  A ) )
151143, 144intpr 3911 . . . . . 6  |-  |^| { z ,  w }  =  ( z  i^i  w
)
152151eleq1i 2359 . . . . 5  |-  ( |^| { z ,  w }  e.  A  <->  ( z  i^i  w )  e.  A
)
153142, 150, 1523imtr3g 260 . . . 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
) )
154153ralrimivv 2647 . . 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
)
155132, 154impbii 180 . 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
) )
156 ineq1 3376 . . . 4  |-  ( x  =  z  ->  (
x  i^i  y )  =  ( z  i^i  y ) )
157156eleq1d 2362 . . 3  |-  ( x  =  z  ->  (
( x  i^i  y
)  e.  A  <->  ( z  i^i  y )  e.  A
) )
158 ineq2 3377 . . . 4  |-  ( y  =  w  ->  (
z  i^i  y )  =  ( z  i^i  w ) )
159158eleq1d 2362 . . 3  |-  ( y  =  w  ->  (
( z  i^i  y
)  e.  A  <->  ( z  i^i  w )  e.  A
) )
160157, 159cbvral2v 2785 . 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 )
161 df-3an 936 . . . 4  |-  ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/)  /\  x  e. 
Fin )  <->  ( (
x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin ) )
162161imbi1i 315 . . 3  |-  ( ( ( x  C_  A  /\  x  =/=  (/)  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A )  <->  ( (
( x  C_  A  /\  x  =/=  (/) )  /\  x  e.  Fin )  ->  |^| x  e.  A
) )
163162albii 1556 . 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 ) )
164155, 160, 1633bitr4i 268 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 176    /\ wa 358    /\ w3a 934   A.wal 1530   E.wex 1531    = wceq 1632    e. wcel 1696    =/= wne 2459   A.wral 2556   E.wrex 2557   _Vcvv 2801    u. cun 3163    i^i cin 3164    C_ wss 3165   (/)c0 3468   {csn 3653   {cpr 3654   |^|cint 3878   class class class wbr 4039   suc csuc 4410   omcom 4672   `'ccnv 4704   ran crn 4706   "cima 4708   Fun wfun 5265    Fn wfn 5266   -->wf 5267   -1-1->wf1 5268   -onto->wfo 5269   -1-1-onto->wf1o 5270   ` cfv 5271    ~~ cen 6876   Fincfn 6879
This theorem is referenced by:  dffi2  7192  istop2g  16658  istps4OLD  16677  neificl  26570
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1536  ax-5 1547  ax-17 1606  ax-9 1644  ax-8 1661  ax-13 1698  ax-14 1700  ax-6 1715  ax-7 1720  ax-11 1727  ax-12 1878  ax-ext 2277  ax-sep 4157  ax-nul 4165  ax-pow 4204  ax-pr 4230  ax-un 4528
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1532  df-nf 1535  df-sb 1639  df-eu 2160  df-mo 2161  df-clab 2283  df-cleq 2289  df-clel 2292  df-nfc 2421  df-ne 2461  df-ral 2561  df-rex 2562  df-reu 2563  df-rab 2565  df-v 2803  df-sbc 3005  df-csb 3095  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-pss 3181  df-nul 3469  df-if 3579  df-pw 3640  df-sn 3659  df-pr 3660  df-tp 3661  df-op 3662  df-uni 3844  df-int 3879  df-iun 3923  df-br 4040  df-opab 4094  df-mpt 4095  df-tr 4130  df-eprel 4321  df-id 4325  df-po 4330  df-so 4331  df-fr 4368  df-we 4370  df-ord 4411  df-on 4412  df-lim 4413  df-suc 4414  df-om 4673  df-xp 4711  df-rel 4712  df-cnv 4713  df-co 4714  df-dm 4715  df-rn 4716  df-res 4717  df-ima 4718  df-iota 5235  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-ov 5877  df-oprab 5878  df-mpt2 5879  df-recs 6404  df-rdg 6439  df-1o 6495  df-oadd 6499  df-er 6676  df-en 6880  df-fin 6883
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