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Theorem acndom

Description: A set with long choice sequences also has shorter choice sequences, where "shorter" here means the new index set is dominated by the old index set. (Contributed by Mario Carneiro, 31-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion acndom ⊢ A ≼ B → X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brdomi ⊢ A ≼ B → ∃ f f : A ⟶ 1-1 B
2 neq0 ⊢ ¬ A = ∅ ↔ ∃ x x ∈ A
3 simpl3 ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A → X ∈ AC _ B
4 elmapi ⊢ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A → g : A ⟶ 𝒫 X ∖ ∅
5 4 ad2antlr ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ y ∈ B → g : A ⟶ 𝒫 X ∖ ∅
6 simpll1 ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ y ∈ B → f : A ⟶ 1-1 B
7 f1f1orn ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → f : A ⟶ 1-1 onto ran ⁡ f
8 f1ocnv ⊢ f : A ⟶ 1-1 onto ran ⁡ f → f -1 : ran ⁡ f ⟶ 1-1 onto A
9 f1of ⊢ f -1 : ran ⁡ f ⟶ 1-1 onto A → f -1 : ran ⁡ f ⟶ A
10 6 7 8 9 4syl ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ y ∈ B → f -1 : ran ⁡ f ⟶ A
11 10 ffvelcdmda ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ y ∈ B ∧ y ∈ ran ⁡ f → f -1 ⁡ y ∈ A
12 simpl2 ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A → x ∈ A
13 12 ad2antrr ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ y ∈ B ∧ ¬ y ∈ ran ⁡ f → x ∈ A
14 11 13 ifclda ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ y ∈ B → if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ∈ A
15 5 14 ffvelcdmd ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ y ∈ B → g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ∈ 𝒫 X ∖ ∅
16 eldifsn ⊢ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ∈ 𝒫 X ∖ ∅ ↔ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ∈ 𝒫 X ∧ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ≠ ∅
17 elpwi ⊢ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ∈ 𝒫 X → g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ⊆ X
18 17 anim1i ⊢ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ∈ 𝒫 X ∧ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ≠ ∅ → g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ⊆ X ∧ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ≠ ∅
19 16 18 sylbi ⊢ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ∈ 𝒫 X ∖ ∅ → g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ⊆ X ∧ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ≠ ∅
20 15 19 syl ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ y ∈ B → g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ⊆ X ∧ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ≠ ∅
21 20 ralrimiva ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A → ∀ y ∈ B g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ⊆ X ∧ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ≠ ∅
22 acni2 ⊢ X ∈ AC _ B ∧ ∀ y ∈ B g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ⊆ X ∧ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ≠ ∅ → ∃ k k : B ⟶ X ∧ ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x
23 3 21 22 syl2anc ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A → ∃ k k : B ⟶ X ∧ ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x
24 f1dm ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → dom ⁡ f = A
25 vex ⊢ f ∈ V
26 25 dmex ⊢ dom ⁡ f ∈ V
27 24 26 eqeltrrdi ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → A ∈ V
28 27 3ad2ant1 ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B → A ∈ V
29 28 ad2antrr ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X ∧ ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x → A ∈ V
30 simpll1 ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X → f : A ⟶ 1-1 B
31 f1f ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → f : A ⟶ B
32 frn ⊢ f : A ⟶ B → ran ⁡ f ⊆ B
33 ssralv ⊢ ran ⁡ f ⊆ B → ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x → ∀ y ∈ ran ⁡ f k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x
34 30 31 32 33 4syl ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X → ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x → ∀ y ∈ ran ⁡ f k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x
35 iftrue ⊢ y ∈ ran ⁡ f → if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x = f -1 ⁡ y
36 35 fveq2d ⊢ y ∈ ran ⁡ f → g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x = g ⁡ f -1 ⁡ y
37 36 eleq2d ⊢ y ∈ ran ⁡ f → k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ↔ k ⁡ y ∈ g ⁡ f -1 ⁡ y
38 37 ralbiia ⊢ ∀ y ∈ ran ⁡ f k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x ↔ ∀ y ∈ ran ⁡ f k ⁡ y ∈ g ⁡ f -1 ⁡ y
39 34 38 imbitrdi ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X → ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x → ∀ y ∈ ran ⁡ f k ⁡ y ∈ g ⁡ f -1 ⁡ y
40 f1fn ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → f Fn A
41 fveq2 ⊢ y = f ⁡ z → k ⁡ y = k ⁡ f ⁡ z
42 2fveq3 ⊢ y = f ⁡ z → g ⁡ f -1 ⁡ y = g ⁡ f -1 ⁡ f ⁡ z
43 41 42 eleq12d ⊢ y = f ⁡ z → k ⁡ y ∈ g ⁡ f -1 ⁡ y ↔ k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ f -1 ⁡ f ⁡ z
44 43 ralrn ⊢ f Fn A → ∀ y ∈ ran ⁡ f k ⁡ y ∈ g ⁡ f -1 ⁡ y ↔ ∀ z ∈ A k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ f -1 ⁡ f ⁡ z
45 30 40 44 3syl ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X → ∀ y ∈ ran ⁡ f k ⁡ y ∈ g ⁡ f -1 ⁡ y ↔ ∀ z ∈ A k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ f -1 ⁡ f ⁡ z
46 39 45 sylibd ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X → ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x → ∀ z ∈ A k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ f -1 ⁡ f ⁡ z
47 30 7 syl ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X → f : A ⟶ 1-1 onto ran ⁡ f
48 f1ocnvfv1 ⊢ f : A ⟶ 1-1 onto ran ⁡ f ∧ z ∈ A → f -1 ⁡ f ⁡ z = z
49 47 48 sylan ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X ∧ z ∈ A → f -1 ⁡ f ⁡ z = z
50 49 fveq2d ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X ∧ z ∈ A → g ⁡ f -1 ⁡ f ⁡ z = g ⁡ z
51 50 eleq2d ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X ∧ z ∈ A → k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ f -1 ⁡ f ⁡ z ↔ k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ z
52 51 ralbidva ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X → ∀ z ∈ A k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ f -1 ⁡ f ⁡ z ↔ ∀ z ∈ A k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ z
53 46 52 sylibd ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X → ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x → ∀ z ∈ A k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ z
54 53 impr ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X ∧ ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x → ∀ z ∈ A k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ z
55 acnlem ⊢ A ∈ V ∧ ∀ z ∈ A k ⁡ f ⁡ z ∈ g ⁡ z → ∃ h ∀ z ∈ A h ⁡ z ∈ g ⁡ z
56 29 54 55 syl2anc ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∧ k : B ⟶ X ∧ ∀ y ∈ B k ⁡ y ∈ g ⁡ if y ∈ ran ⁡ f f -1 ⁡ y x → ∃ h ∀ z ∈ A h ⁡ z ∈ g ⁡ z
57 23 56 exlimddv ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B ∧ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A → ∃ h ∀ z ∈ A h ⁡ z ∈ g ⁡ z
58 57 ralrimiva ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B → ∀ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∃ h ∀ z ∈ A h ⁡ z ∈ g ⁡ z
59 elex ⊢ X ∈ AC _ B → X ∈ V
60 isacn ⊢ X ∈ V ∧ A ∈ V → X ∈ AC _ A ↔ ∀ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∃ h ∀ z ∈ A h ⁡ z ∈ g ⁡ z
61 59 27 60 syl2anr ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A ↔ ∀ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∃ h ∀ z ∈ A h ⁡ z ∈ g ⁡ z
62 61 3adant2 ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A ↔ ∀ g ∈ 𝒫 X ∖ ∅ A ∃ h ∀ z ∈ A h ⁡ z ∈ g ⁡ z
63 58 62 mpbird ⊢ f : A ⟶ 1-1 B ∧ x ∈ A ∧ X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A
64 63 3exp ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → x ∈ A → X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A
65 64 exlimdv ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → ∃ x x ∈ A → X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A
66 2 65 biimtrid ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → ¬ A = ∅ → X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A
67 acneq ⊢ A = ∅ → AC _ A = AC _ ∅
68 0fi ⊢ ∅ ∈ Fin
69 finacn ⊢ ∅ ∈ Fin → AC _ ∅ = V
70 68 69 ax-mp ⊢ AC _ ∅ = V
71 67 70 eqtrdi ⊢ A = ∅ → AC _ A = V
72 71 eleq2d ⊢ A = ∅ → X ∈ AC _ A ↔ X ∈ V
73 59 72 imbitrrid ⊢ A = ∅ → X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A
74 66 73 pm2.61d2 ⊢ f : A ⟶ 1-1 B → X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A
75 74 exlimiv ⊢ ∃ f f : A ⟶ 1-1 B → X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A
76 1 75 syl ⊢ A ≼ B → X ∈ AC _ B → X ∈ AC _ A