MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  resixpfo Structured version   Unicode version

Theorem resixpfo 7100
Description: Restriction of elements of an infinite Cartesian product creates a surjection, if the original Cartesian product is nonempty. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Aug-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
resixpfo.1  |-  F  =  ( f  e.  X_ x  e.  A  C  |->  ( f  |`  B ) )
Assertion
Ref Expression
resixpfo  |-  ( ( B  C_  A  /\  X_ x  e.  A  C  =/=  (/) )  ->  F : X_ x  e.  A  C -onto-> X_ x  e.  B  C )
Distinct variable groups:    x, f, A    B, f, x    C, f
Allowed substitution hints:    C( x)    F( x, f)

Proof of Theorem resixpfo
Dummy variables  g  h  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 resixp 7097 . . . 4  |-  ( ( B  C_  A  /\  f  e.  X_ x  e.  A  C )  -> 
( f  |`  B )  e.  X_ x  e.  B  C )
2 resixpfo.1 . . . 4  |-  F  =  ( f  e.  X_ x  e.  A  C  |->  ( f  |`  B ) )
31, 2fmptd 5893 . . 3  |-  ( B 
C_  A  ->  F : X_ x  e.  A  C
--> X_ x  e.  B  C )
43adantr 452 . 2  |-  ( ( B  C_  A  /\  X_ x  e.  A  C  =/=  (/) )  ->  F : X_ x  e.  A  C
--> X_ x  e.  B  C )
5 n0 3637 . . . 4  |-  ( X_ x  e.  A  C  =/=  (/)  <->  E. g  g  e.  X_ x  e.  A  C )
6 eleq1 2496 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  =  x  ->  (
z  e.  B  <->  x  e.  B ) )
76ifbid 3757 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  x  ->  if ( z  e.  B ,  h ,  g )  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g ) )
8 id 20 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  =  x  ->  z  =  x )
97, 8fveq12d 5734 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  =  x  ->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z )  =  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )
109cbvmptv 4300 . . . . . . . . 9  |-  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  =  ( x  e.  A  |->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )
11 vex 2959 . . . . . . . . . . . . 13  |-  g  e. 
_V
1211elixp 7069 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( g  e.  X_ x  e.  A  C 
<->  ( g  Fn  A  /\  A. x  e.  A  ( g `  x
)  e.  C ) )
1312simprbi 451 . . . . . . . . . . 11  |-  ( g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  A. x  e.  A  ( g `  x
)  e.  C )
14 vex 2959 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  h  e. 
_V
1514elixp 7069 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( h  e.  X_ x  e.  B  C 
<->  ( h  Fn  B  /\  A. x  e.  B  ( h `  x
)  e.  C ) )
1615simprbi 451 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( h  e.  X_ x  e.  B  C  ->  A. x  e.  B  ( h `  x
)  e.  C )
17 fveq1 5727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( h  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g )  -> 
( h `  x
)  =  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x ) )
1817eleq1d 2502 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( h  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g )  -> 
( ( h `  x )  e.  C  <->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
19 fveq1 5727 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( g  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g )  -> 
( g `  x
)  =  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x ) )
2019eleq1d 2502 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( g  =  if ( x  e.  B ,  h ,  g )  -> 
( ( g `  x )  e.  C  <->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
21 simpl 444 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( ( ( x  e.  B  ->  ( h `  x
)  e.  C )  /\  ( x  e.  A  /\  ( g `
 x )  e.  C ) )  -> 
( x  e.  B  ->  ( h `  x
)  e.  C ) )
2221imp 419 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( x  e.  B  ->  ( h `  x )  e.  C
)  /\  ( x  e.  A  /\  (
g `  x )  e.  C ) )  /\  x  e.  B )  ->  ( h `  x
)  e.  C )
23 simplrr 738 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( ( ( x  e.  B  ->  ( h `  x )  e.  C
)  /\  ( x  e.  A  /\  (
g `  x )  e.  C ) )  /\  -.  x  e.  B
)  ->  ( g `  x )  e.  C
)
2418, 20, 22, 23ifbothda 3769 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( ( x  e.  B  ->  ( h `  x
)  e.  C )  /\  ( x  e.  A  /\  ( g `
 x )  e.  C ) )  -> 
( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x )  e.  C
)
2524exp32 589 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( x  e.  B  -> 
( h `  x
)  e.  C )  ->  ( x  e.  A  ->  ( (
g `  x )  e.  C  ->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x )  e.  C ) ) )
2625ralimi2 2778 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( A. x  e.  B  (
h `  x )  e.  C  ->  A. x  e.  A  ( (
g `  x )  e.  C  ->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x )  e.  C ) )
2716, 26syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( h  e.  X_ x  e.  B  C  ->  A. x  e.  A  ( ( g `  x )  e.  C  ->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x )  e.  C
) )
2827adantl 453 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  ->  A. x  e.  A  ( ( g `  x )  e.  C  ->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x )  e.  C
) )
29 ralim 2777 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( A. x  e.  A  (
( g `  x
)  e.  C  -> 
( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x )  e.  C
)  ->  ( A. x  e.  A  (
g `  x )  e.  C  ->  A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `
 x )  e.  C ) )
3028, 29syl 16 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  -> 
( A. x  e.  A  ( g `  x )  e.  C  ->  A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
3130imp 419 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  A. x  e.  A  ( g `  x
)  e.  C )  ->  A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C )
3213, 31sylan2 461 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C )
33 n0i 3633 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  -.  X_ x  e.  A  C  =  (/) )
34 ixpprc 7083 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( -.  A  e.  _V  ->  X_ x  e.  A  C  =  (/) )
3533, 34nsyl2 121 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  A  e.  _V )
3635adantl 453 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  A  e.  _V )
37 mptelixpg 7099 . . . . . . . . . . 11  |-  ( A  e.  _V  ->  (
( x  e.  A  |->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )  e.  X_ x  e.  A  C 
<-> 
A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
3836, 37syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( ( x  e.  A  |->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )  e.  X_ x  e.  A  C 
<-> 
A. x  e.  A  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x
)  e.  C ) )
3932, 38mpbird 224 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( x  e.  A  |->  ( if ( x  e.  B ,  h ,  g ) `  x ) )  e.  X_ x  e.  A  C )
4010, 39syl5eqel 2520 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  e.  X_ x  e.  A  C )
41 iftrue 3745 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( z  e.  B  ->  if ( z  e.  B ,  h ,  g )  =  h )
4241fveq1d 5730 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  e.  B  ->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z )  =  ( h `  z
) )
4342mpteq2ia 4291 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  e.  B  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  =  ( z  e.  B  |->  ( h `  z ) )
44 resmpt 5191 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( B 
C_  A  ->  (
( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B )  =  ( z  e.  B  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z
) ) )
4544ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B )  =  ( z  e.  B  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z
) ) )
46 ixpfn 7068 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( h  e.  X_ x  e.  B  C  ->  h  Fn  B
)
4746ad2antlr 708 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  h  Fn  B )
48 dffn5 5772 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( h  Fn  B  <->  h  =  ( z  e.  B  |->  ( h `  z
) ) )
4947, 48sylib 189 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  h  =  ( z  e.  B  |->  ( h `
 z ) ) )
5043, 45, 493eqtr4a 2494 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B )  =  h )
5150, 14syl6eqel 2524 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B )  e.  _V )
52 reseq1 5140 . . . . . . . . . . 11  |-  ( f  =  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  -> 
( f  |`  B )  =  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  |`  B ) )
5352, 2fvmptg 5804 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  e.  X_ x  e.  A  C  /\  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  |`  B )  e.  _V )  ->  ( F `  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) ) )  =  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) )  |`  B ) )
5440, 51, 53syl2anc 643 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  ( F `  (
z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z
) ) )  =  ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  |`  B ) )
5554, 50eqtr2d 2469 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  h  =  ( F `
 ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) ) ) )
56 fveq2 5728 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  -> 
( F `  y
)  =  ( F `
 ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) ) ) )
5756eqeq2d 2447 . . . . . . . . 9  |-  ( y  =  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  -> 
( h  =  ( F `  y )  <-> 
h  =  ( F `
 ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) ) ) ) )
5857rspcev 3052 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `  z ) )  e.  X_ x  e.  A  C  /\  h  =  ( F `  ( z  e.  A  |->  ( if ( z  e.  B ,  h ,  g ) `
 z ) ) ) )  ->  E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y )
)
5940, 55, 58syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  /\  g  e.  X_ x  e.  A  C )  ->  E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) )
6059ex 424 . . . . . 6  |-  ( ( B  C_  A  /\  h  e.  X_ x  e.  B  C )  -> 
( g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) ) )
6160ralrimdva 2796 . . . . 5  |-  ( B 
C_  A  ->  (
g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y
) ) )
6261exlimdv 1646 . . . 4  |-  ( B 
C_  A  ->  ( E. g  g  e.  X_ x  e.  A  C  ->  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) ) )
635, 62syl5bi 209 . . 3  |-  ( B 
C_  A  ->  ( X_ x  e.  A  C  =/=  (/)  ->  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) ) )
6463imp 419 . 2  |-  ( ( B  C_  A  /\  X_ x  e.  A  C  =/=  (/) )  ->  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) )
65 dffo3 5884 . 2  |-  ( F : X_ x  e.  A  C -onto-> X_ x  e.  B  C  <->  ( F : X_ x  e.  A  C
--> X_ x  e.  B  C  /\  A. h  e.  X_  x  e.  B  C E. y  e.  X_  x  e.  A  C h  =  ( F `  y ) ) )
664, 64, 65sylanbrc 646 1  |-  ( ( B  C_  A  /\  X_ x  e.  A  C  =/=  (/) )  ->  F : X_ x  e.  A  C -onto-> X_ x  e.  B  C )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359   E.wex 1550    = wceq 1652    e. wcel 1725    =/= wne 2599   A.wral 2705   E.wrex 2706   _Vcvv 2956    C_ wss 3320   (/)c0 3628   ifcif 3739    e. cmpt 4266    |` cres 4880    Fn wfn 5449   -->wf 5450   -onto->wfo 5452   ` cfv 5454   X_cixp 7063
This theorem is referenced by:  ptcmplem2  18084
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 2417  ax-rep 4320  ax-sep 4330  ax-nul 4338  ax-pow 4377  ax-pr 4403  ax-un 4701
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3an 938  df-tru 1328  df-ex 1551  df-nf 1554  df-sb 1659  df-eu 2285  df-mo 2286  df-clab 2423  df-cleq 2429  df-clel 2432  df-nfc 2561  df-ne 2601  df-ral 2710  df-rex 2711  df-reu 2712  df-rab 2714  df-v 2958  df-sbc 3162  df-csb 3252  df-dif 3323  df-un 3325  df-in 3327  df-ss 3334  df-nul 3629  df-if 3740  df-sn 3820  df-pr 3821  df-op 3823  df-uni 4016  df-iun 4095  df-br 4213  df-opab 4267  df-mpt 4268  df-id 4498  df-xp 4884  df-rel 4885  df-cnv 4886  df-co 4887  df-dm 4888  df-rn 4889  df-res 4890  df-ima 4891  df-iota 5418  df-fun 5456  df-fn 5457  df-f 5458  df-f1 5459  df-fo 5460  df-f1o 5461  df-fv 5462  df-ixp 7064
  Copyright terms: Public domain W3C validator