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Theorem brdom6disj

Description: An equivalence to a dominance relation for disjoint sets. (Contributed by NM, 5-Apr-2007)

Ref Expression
Hypotheses brdom7disj.1 ⊢ A ∈ V
brdom7disj.2 ⊢ B ∈ V
brdom7disj.3 ⊢ A ∩ B = ∅
Assertion brdom6disj ⊢ A ≼ B ↔ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 brdom7disj.1 ⊢ A ∈ V
2 brdom7disj.2 ⊢ B ∈ V
3 brdom7disj.3 ⊢ A ∩ B = ∅
4 2 brdom5 ⊢ A ≼ B ↔ ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
5 zfpair2 ⊢ x y ∈ V
6 eqeq1 ⊢ v = x y → v = z w ↔ x y = z w
7 6 anbi1d ⊢ v = x y → v = z w ∧ z w ∈ g ↔ x y = z w ∧ z w ∈ g
8 df-br ⊢ z g w ↔ z w ∈ g
9 8 anbi2i ⊢ x y = z w ∧ z g w ↔ x y = z w ∧ z w ∈ g
10 7 9 bitr4di ⊢ v = x y → v = z w ∧ z w ∈ g ↔ x y = z w ∧ z g w
11 10 2rexbidv ⊢ v = x y → ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B x y = z w ∧ z g w
12 5 11 elab ⊢ x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B x y = z w ∧ z g w
13 incom ⊢ B ∩ A = A ∩ B
14 13 3 eqtri ⊢ B ∩ A = ∅
15 disjne ⊢ B ∩ A = ∅ ∧ x ∈ B ∧ w ∈ A → x ≠ w
16 14 15 mp3an1 ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → x ≠ w
17 vex ⊢ x ∈ V
18 vex ⊢ y ∈ V
19 vex ⊢ z ∈ V
20 vex ⊢ w ∈ V
21 17 18 19 20 opthpr ⊢ x ≠ w → x y = z w ↔ x = z ∧ y = w
22 16 21 syl ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → x y = z w ↔ x = z ∧ y = w
23 breq12 ⊢ x = z ∧ y = w → x g y ↔ z g w
24 23 biimprd ⊢ x = z ∧ y = w → z g w → x g y
25 22 24 biimtrdi ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → x y = z w → z g w → x g y
26 25 impd ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → x y = z w ∧ z g w → x g y
27 26 ex ⊢ x ∈ B → w ∈ A → x y = z w ∧ z g w → x g y
28 27 adantrd ⊢ x ∈ B → w ∈ A ∧ z ∈ B → x y = z w ∧ z g w → x g y
29 28 rexlimdvv ⊢ x ∈ B → ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B x y = z w ∧ z g w → x g y
30 12 29 biimtrid ⊢ x ∈ B → x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → x g y
31 30 moimdv ⊢ x ∈ B → ∃* y x g y → ∃* y x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
32 31 ralimia ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y x g y → ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
33 zfpair2 ⊢ y x ∈ V
34 eqeq1 ⊢ v = y x → v = z w ↔ y x = z w
35 34 anbi1d ⊢ v = y x → v = z w ∧ z w ∈ g ↔ y x = z w ∧ z w ∈ g
36 35 2rexbidv ⊢ v = y x → ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B y x = z w ∧ z w ∈ g
37 33 36 elab ⊢ y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B y x = z w ∧ z w ∈ g
38 disjne ⊢ B ∩ A = ∅ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ A → z ≠ x
39 14 38 mp3an1 ⊢ z ∈ B ∧ x ∈ A → z ≠ x
40 39 ancoms ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → z ≠ x
41 19 20 18 17 opthpr ⊢ z ≠ x → z w = y x ↔ z = y ∧ w = x
42 40 41 syl ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → z w = y x ↔ z = y ∧ w = x
43 eqcom ⊢ y x = z w ↔ z w = y x
44 ancom ⊢ w = x ∧ z = y ↔ z = y ∧ w = x
45 42 43 44 3bitr4g ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → y x = z w ↔ w = x ∧ z = y
46 8 bicomi ⊢ z w ∈ g ↔ z g w
47 46 a1i ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → z w ∈ g ↔ z g w
48 45 47 anbi12d ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → y x = z w ∧ z w ∈ g ↔ w = x ∧ z = y ∧ z g w
49 48 rexbidva ⊢ x ∈ A → ∃ z ∈ B y x = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ z ∈ B w = x ∧ z = y ∧ z g w
50 49 rexbidv ⊢ x ∈ A → ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B y x = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B w = x ∧ z = y ∧ z g w
51 37 50 bitrid ⊢ x ∈ A → y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B w = x ∧ z = y ∧ z g w
52 51 adantr ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B → y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B w = x ∧ z = y ∧ z g w
53 breq2 ⊢ w = x → z g w ↔ z g x
54 breq1 ⊢ z = y → z g x ↔ y g x
55 53 54 ceqsrex2v ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B → ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B w = x ∧ z = y ∧ z g w ↔ y g x
56 52 55 bitrd ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B → y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ y g x
57 56 rexbidva ⊢ x ∈ A → ∃ y ∈ B y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ y ∈ B y g x
58 57 ralbiia ⊢ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
59 58 biimpri ⊢ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
60 snex ⊢ z w ∈ V
61 simpl ⊢ v = z w ∧ z w ∈ g → v = z w
62 61 ss2abi ⊢ v | v = z w ∧ z w ∈ g ⊆ v | v = z w
63 df-sn ⊢ z w = v | v = z w
64 62 63 sseqtrri ⊢ v | v = z w ∧ z w ∈ g ⊆ z w
65 60 64 ssexi ⊢ v | v = z w ∧ z w ∈ g ∈ V
66 1 2 65 ab2rexex2 ⊢ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ∈ V
67 eleq2 ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → x y ∈ f ↔ x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
68 67 mobidv ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∃* y x y ∈ f ↔ ∃* y x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
69 68 ralbidv ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ↔ ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
70 eleq2 ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → y x ∈ f ↔ y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
71 70 rexbidv ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∃ y ∈ B y x ∈ f ↔ ∃ y ∈ B y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
72 71 ralbidv ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f ↔ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
73 69 72 anbi12d ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f ↔ ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
74 66 73 spcev ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
75 32 59 74 syl2an ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x → ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
76 75 exlimiv ⊢ ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x → ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
77 preq1 ⊢ w = x → w z = x z
78 77 eleq1d ⊢ w = x → w z ∈ f ↔ x z ∈ f
79 preq2 ⊢ z = y → x z = x y
80 79 eleq1d ⊢ z = y → x z ∈ f ↔ x y ∈ f
81 eqid ⊢ w z | w z ∈ f = w z | w z ∈ f
82 17 18 78 80 81 brab ⊢ x w z | w z ∈ f y ↔ x y ∈ f
83 82 mobii ⊢ ∃* y x w z | w z ∈ f y ↔ ∃* y x y ∈ f
84 83 ralbii ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y x w z | w z ∈ f y ↔ ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f
85 preq1 ⊢ w = y → w z = y z
86 85 eleq1d ⊢ w = y → w z ∈ f ↔ y z ∈ f
87 preq2 ⊢ z = x → y z = y x
88 87 eleq1d ⊢ z = x → y z ∈ f ↔ y x ∈ f
89 18 17 86 88 81 brab ⊢ y w z | w z ∈ f x ↔ y x ∈ f
90 89 rexbii ⊢ ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x ↔ ∃ y ∈ B y x ∈ f
91 90 ralbii ⊢ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x ↔ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
92 df-opab ⊢ w z | w z ∈ f = v | ∃ w ∃ z v = w z ∧ w z ∈ f
93 vuniex ⊢ ⋃ f ∈ V
94 20 prid1 ⊢ w ∈ w z
95 elunii ⊢ w ∈ w z ∧ w z ∈ f → w ∈ ⋃ f
96 94 95 mpan ⊢ w z ∈ f → w ∈ ⋃ f
97 96 adantl ⊢ v = w z ∧ w z ∈ f → w ∈ ⋃ f
98 97 exlimiv ⊢ ∃ z v = w z ∧ w z ∈ f → w ∈ ⋃ f
99 19 prid2 ⊢ z ∈ w z
100 elunii ⊢ z ∈ w z ∧ w z ∈ f → z ∈ ⋃ f
101 99 100 mpan ⊢ w z ∈ f → z ∈ ⋃ f
102 101 adantl ⊢ v = w z ∧ w z ∈ f → z ∈ ⋃ f
103 df-sn ⊢ w z = v | v = w z
104 snex ⊢ w z ∈ V
105 103 104 eqeltrri ⊢ v | v = w z ∈ V
106 simpl ⊢ v = w z ∧ w z ∈ f → v = w z
107 106 ss2abi ⊢ v | v = w z ∧ w z ∈ f ⊆ v | v = w z
108 105 107 ssexi ⊢ v | v = w z ∧ w z ∈ f ∈ V
109 93 102 108 abexex ⊢ v | ∃ z v = w z ∧ w z ∈ f ∈ V
110 93 98 109 abexex ⊢ v | ∃ w ∃ z v = w z ∧ w z ∈ f ∈ V
111 92 110 eqeltri ⊢ w z | w z ∈ f ∈ V
112 breq ⊢ g = w z | w z ∈ f → x g y ↔ x w z | w z ∈ f y
113 112 mobidv ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∃* y x g y ↔ ∃* y x w z | w z ∈ f y
114 113 ralbidv ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∀ x ∈ B ∃* y x g y ↔ ∀ x ∈ B ∃* y x w z | w z ∈ f y
115 breq ⊢ g = w z | w z ∈ f → y g x ↔ y w z | w z ∈ f x
116 115 rexbidv ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∃ y ∈ B y g x ↔ ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x
117 116 ralbidv ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x ↔ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x
118 114 117 anbi12d ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∀ x ∈ B ∃* y x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x ↔ ∀ x ∈ B ∃* y x w z | w z ∈ f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x
119 111 118 spcev ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y x w z | w z ∈ f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x → ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
120 84 91 119 syl2anbr ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f → ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
121 120 exlimiv ⊢ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f → ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
122 76 121 impbii ⊢ ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x ↔ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
123 4 122 bitri ⊢ A ≼ B ↔ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f