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Theorem brdom7disj

Description: An equivalence to a dominance relation for disjoint sets. (Contributed by NM, 29-Mar-2007) (Revised by NM, 16-Jun-2017)

Ref Expression
Hypotheses brdom7disj.1 ⊢ A ∈ V
brdom7disj.2 ⊢ B ∈ V
brdom7disj.3 ⊢ A ∩ B = ∅
Assertion brdom7disj ⊢ A ≼ B ↔ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A 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 brdom4 ⊢ A ≼ B ↔ ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
5 incom ⊢ B ∩ A = A ∩ B
6 5 3 eqtri ⊢ B ∩ A = ∅
7 disjne ⊢ B ∩ A = ∅ ∧ x ∈ B ∧ w ∈ A → x ≠ w
8 6 7 mp3an1 ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → x ≠ w
9 vex ⊢ x ∈ V
10 vex ⊢ y ∈ V
11 vex ⊢ z ∈ V
12 vex ⊢ w ∈ V
13 9 10 11 12 opthpr ⊢ x ≠ w → x y = z w ↔ x = z ∧ y = w
14 8 13 syl ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → x y = z w ↔ x = z ∧ y = w
15 equcom ⊢ x = z ↔ z = x
16 equcom ⊢ y = w ↔ w = y
17 15 16 anbi12i ⊢ x = z ∧ y = w ↔ z = x ∧ w = y
18 14 17 bitr2di ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → z = x ∧ w = y ↔ x y = z w
19 df-br ⊢ z g w ↔ z w ∈ g
20 19 a1i ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → z g w ↔ z w ∈ g
21 18 20 anbi12d ⊢ x ∈ B ∧ w ∈ A → z = x ∧ w = y ∧ z g w ↔ x y = z w ∧ z w ∈ g
22 21 rexbidva ⊢ x ∈ B → ∃ w ∈ A z = x ∧ w = y ∧ z g w ↔ ∃ w ∈ A x y = z w ∧ z w ∈ g
23 22 rexbidv ⊢ x ∈ B → ∃ z ∈ B ∃ w ∈ A z = x ∧ w = y ∧ z g w ↔ ∃ z ∈ B ∃ w ∈ A x y = z w ∧ z w ∈ g
24 rexcom ⊢ ∃ z ∈ B ∃ w ∈ A x y = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B x y = z w ∧ z w ∈ g
25 zfpair2 ⊢ x y ∈ V
26 eqeq1 ⊢ v = x y → v = z w ↔ x y = z w
27 26 anbi1d ⊢ v = x y → v = z w ∧ z w ∈ g ↔ x y = z w ∧ z w ∈ g
28 27 2rexbidv ⊢ v = x y → ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B x y = z w ∧ z w ∈ g
29 25 28 elab ⊢ x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B x y = z w ∧ z w ∈ g
30 24 29 bitr4i ⊢ ∃ z ∈ B ∃ w ∈ A x y = z w ∧ z w ∈ g ↔ x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
31 23 30 bitr2di ⊢ x ∈ B → x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ z ∈ B ∃ w ∈ A z = x ∧ w = y ∧ z g w
32 31 adantr ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ A → x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ z ∈ B ∃ w ∈ A z = x ∧ w = y ∧ z g w
33 breq1 ⊢ z = x → z g w ↔ x g w
34 breq2 ⊢ w = y → x g w ↔ x g y
35 33 34 ceqsrex2v ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ A → ∃ z ∈ B ∃ w ∈ A z = x ∧ w = y ∧ z g w ↔ x g y
36 32 35 bitrd ⊢ x ∈ B ∧ y ∈ A → x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ x g y
37 36 rmobidva ⊢ x ∈ B → ∃* y ∈ A x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃* y ∈ A x g y
38 37 ralbiia ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y
39 zfpair2 ⊢ y x ∈ V
40 eqeq1 ⊢ v = y x → v = z w ↔ y x = z w
41 40 anbi1d ⊢ v = y x → v = z w ∧ z w ∈ g ↔ y x = z w ∧ z w ∈ g
42 41 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
43 39 42 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
44 disjne ⊢ B ∩ A = ∅ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ A → z ≠ x
45 6 44 mp3an1 ⊢ z ∈ B ∧ x ∈ A → z ≠ x
46 45 ancoms ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → z ≠ x
47 11 12 10 9 opthpr ⊢ z ≠ x → z w = y x ↔ z = y ∧ w = x
48 46 47 syl ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → z w = y x ↔ z = y ∧ w = x
49 eqcom ⊢ y x = z w ↔ z w = y x
50 ancom ⊢ w = x ∧ z = y ↔ z = y ∧ w = x
51 48 49 50 3bitr4g ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → y x = z w ↔ w = x ∧ z = y
52 19 bicomi ⊢ z w ∈ g ↔ z g w
53 52 a1i ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → z w ∈ g ↔ z g w
54 51 53 anbi12d ⊢ x ∈ A ∧ z ∈ B → y x = z w ∧ z w ∈ g ↔ w = x ∧ z = y ∧ z g w
55 54 rexbidva ⊢ x ∈ A → ∃ z ∈ B y x = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ z ∈ B w = x ∧ z = y ∧ z g w
56 55 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
57 43 56 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
58 57 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
59 breq2 ⊢ w = x → z g w ↔ z g x
60 breq1 ⊢ z = y → z g x ↔ y g x
61 59 60 ceqsrex2v ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B → ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B w = x ∧ z = y ∧ z g w ↔ y g x
62 58 61 bitrd ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B → y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ y g x
63 62 rexbidva ⊢ x ∈ A → ∃ y ∈ B y x ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ↔ ∃ y ∈ B y g x
64 63 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
65 snex ⊢ z w ∈ V
66 simpl ⊢ v = z w ∧ z w ∈ g → v = z w
67 66 ss2abi ⊢ v | v = z w ∧ z w ∈ g ⊆ v | v = z w
68 df-sn ⊢ z w = v | v = z w
69 67 68 sseqtrri ⊢ v | v = z w ∧ z w ∈ g ⊆ z w
70 65 69 ssexi ⊢ v | v = z w ∧ z w ∈ g ∈ V
71 1 2 70 ab2rexex2 ⊢ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g ∈ V
72 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
73 72 rmobidv ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∃* y ∈ A x y ∈ f ↔ ∃* y ∈ A x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
74 73 ralbidv ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f ↔ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g
75 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
76 75 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
77 76 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
78 74 77 anbi12d ⊢ f = v | ∃ w ∈ A ∃ z ∈ B v = z w ∧ z w ∈ g → ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f ↔ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A 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
79 71 78 spcev ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A 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 ∈ A x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
80 38 64 79 syl2anbr ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x → ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
81 80 exlimiv ⊢ ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x → ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
82 preq1 ⊢ w = x → w z = x z
83 82 eleq1d ⊢ w = x → w z ∈ f ↔ x z ∈ f
84 preq2 ⊢ z = y → x z = x y
85 84 eleq1d ⊢ z = y → x z ∈ f ↔ x y ∈ f
86 eqid ⊢ w z | w z ∈ f = w z | w z ∈ f
87 9 10 83 85 86 brab ⊢ x w z | w z ∈ f y ↔ x y ∈ f
88 87 rmobii ⊢ ∃* y ∈ A x w z | w z ∈ f y ↔ ∃* y ∈ A x y ∈ f
89 88 ralbii ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x w z | w z ∈ f y ↔ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f
90 preq1 ⊢ w = y → w z = y z
91 90 eleq1d ⊢ w = y → w z ∈ f ↔ y z ∈ f
92 preq2 ⊢ z = x → y z = y x
93 92 eleq1d ⊢ z = x → y z ∈ f ↔ y x ∈ f
94 10 9 91 93 86 brab ⊢ y w z | w z ∈ f x ↔ y x ∈ f
95 94 rexbii ⊢ ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x ↔ ∃ y ∈ B y x ∈ f
96 95 ralbii ⊢ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x ↔ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
97 df-opab ⊢ w z | w z ∈ f = v | ∃ w ∃ z v = w z ∧ w z ∈ f
98 vuniex ⊢ ⋃ f ∈ V
99 12 prid1 ⊢ w ∈ w z
100 elunii ⊢ w ∈ w z ∧ w z ∈ f → w ∈ ⋃ f
101 99 100 mpan ⊢ w z ∈ f → w ∈ ⋃ f
102 101 adantl ⊢ v = w z ∧ w z ∈ f → w ∈ ⋃ f
103 102 exlimiv ⊢ ∃ z v = w z ∧ w z ∈ f → w ∈ ⋃ f
104 11 prid2 ⊢ z ∈ w z
105 elunii ⊢ z ∈ w z ∧ w z ∈ f → z ∈ ⋃ f
106 104 105 mpan ⊢ w z ∈ f → z ∈ ⋃ f
107 106 adantl ⊢ v = w z ∧ w z ∈ f → z ∈ ⋃ f
108 df-sn ⊢ w z = v | v = w z
109 snex ⊢ w z ∈ V
110 108 109 eqeltrri ⊢ v | v = w z ∈ V
111 simpl ⊢ v = w z ∧ w z ∈ f → v = w z
112 111 ss2abi ⊢ v | v = w z ∧ w z ∈ f ⊆ v | v = w z
113 110 112 ssexi ⊢ v | v = w z ∧ w z ∈ f ∈ V
114 98 107 113 abexex ⊢ v | ∃ z v = w z ∧ w z ∈ f ∈ V
115 98 103 114 abexex ⊢ v | ∃ w ∃ z v = w z ∧ w z ∈ f ∈ V
116 97 115 eqeltri ⊢ w z | w z ∈ f ∈ V
117 breq ⊢ g = w z | w z ∈ f → x g y ↔ x w z | w z ∈ f y
118 117 rmobidv ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∃* y ∈ A x g y ↔ ∃* y ∈ A x w z | w z ∈ f y
119 118 ralbidv ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ↔ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x w z | w z ∈ f y
120 breq ⊢ g = w z | w z ∈ f → y g x ↔ y w z | w z ∈ f x
121 120 rexbidv ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∃ y ∈ B y g x ↔ ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x
122 121 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
123 119 122 anbi12d ⊢ g = w z | w z ∈ f → ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x ↔ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x w z | w z ∈ f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x
124 116 123 spcev ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x w z | w z ∈ f y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y w z | w z ∈ f x → ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
125 89 96 124 syl2anbr ⊢ ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f → ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
126 125 exlimiv ⊢ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f → ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x
127 81 126 impbii ⊢ ∃ g ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x g y ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y g x ↔ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f
128 4 127 bitri ⊢ A ≼ B ↔ ∃ f ∀ x ∈ B ∃* y ∈ A x y ∈ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B y x ∈ f