Metamath Proof Explorer


Theorem brdom4

Description: An equivalence to a dominance relation. (Contributed by NM, 28-Mar-2007) (Revised by NM, 16-Jun-2017)

Ref Expression
Hypothesis brdom3.2 ⊢ B ∈ V
Assertion brdom4 ⊢ A ≼ B ↔ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brdom3.2 ⊢ B ∈ V
2 1 brdom3 ⊢ A ≼ B ↔ ∃ f ∀ x ∃* y x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x
3 mormo ⊢ ∃* y x f y → ∃* y ∈ A x f y
4 3 alimi ⊢ ∀ x ∃* y x f y → ∀ x ∃* y ∈ A x f y
5 alral ⊢ ∀ x ∃* y ∈ A x f y → ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y
6 4 5 syl ⊢ ∀ x ∃* y x f y → ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y
7 6 anim1i ⊢ ∀ x ∃* y x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x → ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x
8 7 eximi ⊢ ∃ f ∀ x ∃* y x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x → ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x
9 2 8 sylbi ⊢ A ≼ B → ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x
10 inss2 ⊢ f ∩ B × A ⊆ B × A
11 dmss ⊢ f ∩ B × A ⊆ B × A → dom ⁡ f ∩ B × A ⊆ dom ⁡ B × A
12 10 11 ax-mp ⊢ dom ⁡ f ∩ B × A ⊆ dom ⁡ B × A
13 dmxpss ⊢ dom ⁡ B × A ⊆ B
14 12 13 sstri ⊢ dom ⁡ f ∩ B × A ⊆ B
15 14 sseli ⊢ x ∈ dom ⁡ f ∩ B × A → x ∈ B
16 10 rnssi ⊢ ran ⁡ f ∩ B × A ⊆ ran ⁡ B × A
17 rnxpss ⊢ ran ⁡ B × A ⊆ A
18 16 17 sstri ⊢ ran ⁡ f ∩ B × A ⊆ A
19 18 sseli ⊢ y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A → y ∈ A
20 inss1 ⊢ f ∩ B × A ⊆ f
21 20 ssbri ⊢ x f ∩ B × A y → x f y
22 19 21 anim12i ⊢ y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A ∧ x f ∩ B × A y → y ∈ A ∧ x f y
23 22 moimi ⊢ ∃* y y ∈ A ∧ x f y → ∃* y y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A ∧ x f ∩ B × A y
24 df-rmo ⊢ ∃* y ∈ A x f y ↔ ∃* y y ∈ A ∧ x f y
25 df-rmo ⊢ ∃* y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A x f ∩ B × A y ↔ ∃* y y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A ∧ x f ∩ B × A y
26 23 24 25 3imtr4i ⊢ ∃* y ∈ A x f y → ∃* y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A x f ∩ B × A y
27 15 26 imim12i ⊢ x ∈ B → ∃* y ∈ A x f y → x ∈ dom ⁡ f ∩ B × A → ∃* y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A x f ∩ B × A y
28 27 ralimi2 ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y → ∀ x ∈ dom ⁡ f ∩ B × A ∃* y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A x f ∩ B × A y
29 relinxp ⊢ Rel ⁡ f ∩ B × A
30 28 29 jctil ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y → Rel ⁡ f ∩ B × A ∧ ∀ x ∈ dom ⁡ f ∩ B × A ∃* y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A x f ∩ B × A y
31 dffun9 ⊢ Fun ⁡ f ∩ B × A ↔ Rel ⁡ f ∩ B × A ∧ ∀ x ∈ dom ⁡ f ∩ B × A ∃* y ∈ ran ⁡ f ∩ B × A x f ∩ B × A y
32 30 31 sylibr ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y → Fun ⁡ f ∩ B × A
33 32 funfnd ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y → f ∩ B × A Fn dom ⁡ f ∩ B × A
34 rninxp ⊢ ran ⁡ f ∩ B × A = A ↔ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x
35 34 biimpri ⊢ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x → ran ⁡ f ∩ B × A = A
36 33 35 anim12i ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x → f ∩ B × A Fn dom ⁡ f ∩ B × A ∧ ran ⁡ f ∩ B × A = A
37 df-fo ⊢ f ∩ B × A : dom ⁡ f ∩ B × A ⟶ onto A ↔ f ∩ B × A Fn dom ⁡ f ∩ B × A ∧ ran ⁡ f ∩ B × A = A
38 36 37 sylibr ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x → f ∩ B × A : dom ⁡ f ∩ B × A ⟶ onto A
39 vex ⊢ f ∈ V
40 39 inex1 ⊢ f ∩ B × A ∈ V
41 40 dmex ⊢ dom ⁡ f ∩ B × A ∈ V
42 41 fodom ⊢ f ∩ B × A : dom ⁡ f ∩ B × A ⟶ onto A → A ≼ dom ⁡ f ∩ B × A
43 38 42 syl ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x → A ≼ dom ⁡ f ∩ B × A
44 ssdomg ⊢ B ∈ V → dom ⁡ f ∩ B × A ⊆ B → dom ⁡ f ∩ B × A ≼ B
45 1 14 44 mp2 ⊢ dom ⁡ f ∩ B × A ≼ B
46 domtr ⊢ A ≼ dom ⁡ f ∩ B × A ∧ dom ⁡ f ∩ B × A ≼ B → A ≼ B
47 43 45 46 sylancl ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x → A ≼ B
48 47 exlimiv ⊢ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x → A ≼ B
49 9 48 impbii ⊢ A ≼ B ↔ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y f x