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Theorem brwdom2

Description: Alternate characterization of the weak dominance predicate which does not require special treatment of the empty set. (Contributed by Stefan O'Rear, 11-Feb-2015)

Ref Expression
Assertion brwdom2 ⊢ Y ∈ V → X ≼ * Y ↔ ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elex ⊢ Y ∈ V → Y ∈ V
2 0wdom ⊢ Y ∈ V → ∅ ≼ * Y
3 breq1 ⊢ X = ∅ → X ≼ * Y ↔ ∅ ≼ * Y
4 2 3 syl5ibrcom ⊢ Y ∈ V → X = ∅ → X ≼ * Y
5 4 imp ⊢ Y ∈ V ∧ X = ∅ → X ≼ * Y
6 0elpw ⊢ ∅ ∈ 𝒫 Y
7 f1o0 ⊢ ∅ : ∅ ⟶ 1-1 onto ∅
8 f1ofo ⊢ ∅ : ∅ ⟶ 1-1 onto ∅ → ∅ : ∅ ⟶ onto ∅
9 0ex ⊢ ∅ ∈ V
10 foeq1 ⊢ z = ∅ → z : ∅ ⟶ onto ∅ ↔ ∅ : ∅ ⟶ onto ∅
11 9 10 spcev ⊢ ∅ : ∅ ⟶ onto ∅ → ∃ z z : ∅ ⟶ onto ∅
12 7 8 11 mp2b ⊢ ∃ z z : ∅ ⟶ onto ∅
13 foeq2 ⊢ y = ∅ → z : y ⟶ onto ∅ ↔ z : ∅ ⟶ onto ∅
14 13 exbidv ⊢ y = ∅ → ∃ z z : y ⟶ onto ∅ ↔ ∃ z z : ∅ ⟶ onto ∅
15 14 rspcev ⊢ ∅ ∈ 𝒫 Y ∧ ∃ z z : ∅ ⟶ onto ∅ → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto ∅
16 6 12 15 mp2an ⊢ ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto ∅
17 foeq3 ⊢ X = ∅ → z : y ⟶ onto X ↔ z : y ⟶ onto ∅
18 17 exbidv ⊢ X = ∅ → ∃ z z : y ⟶ onto X ↔ ∃ z z : y ⟶ onto ∅
19 18 rexbidv ⊢ X = ∅ → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X ↔ ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto ∅
20 16 19 mpbiri ⊢ X = ∅ → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
21 20 adantl ⊢ Y ∈ V ∧ X = ∅ → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
22 5 21 2thd ⊢ Y ∈ V ∧ X = ∅ → X ≼ * Y ↔ ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
23 brwdomn0 ⊢ X ≠ ∅ → X ≼ * Y ↔ ∃ x x : Y ⟶ onto X
24 23 adantl ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ → X ≼ * Y ↔ ∃ x x : Y ⟶ onto X
25 foeq1 ⊢ x = z → x : Y ⟶ onto X ↔ z : Y ⟶ onto X
26 25 cbvexvw ⊢ ∃ x x : Y ⟶ onto X ↔ ∃ z z : Y ⟶ onto X
27 pwidg ⊢ Y ∈ V → Y ∈ 𝒫 Y
28 27 ad2antrr ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ ∃ z z : Y ⟶ onto X → Y ∈ 𝒫 Y
29 foeq2 ⊢ y = Y → z : y ⟶ onto X ↔ z : Y ⟶ onto X
30 29 exbidv ⊢ y = Y → ∃ z z : y ⟶ onto X ↔ ∃ z z : Y ⟶ onto X
31 30 rspcev ⊢ Y ∈ 𝒫 Y ∧ ∃ z z : Y ⟶ onto X → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
32 28 31 sylancom ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ ∃ z z : Y ⟶ onto X → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
33 32 ex ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ → ∃ z z : Y ⟶ onto X → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
34 26 33 biimtrid ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ → ∃ x x : Y ⟶ onto X → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
35 n0 ⊢ X ≠ ∅ ↔ ∃ w w ∈ X
36 35 biimpi ⊢ X ≠ ∅ → ∃ w w ∈ X
37 36 ad2antlr ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X → ∃ w w ∈ X
38 vex ⊢ z ∈ V
39 difexg ⊢ Y ∈ V → Y ∖ y ∈ V
40 vsnex ⊢ w ∈ V
41 xpexg ⊢ Y ∖ y ∈ V ∧ w ∈ V → Y ∖ y × w ∈ V
42 39 40 41 sylancl ⊢ Y ∈ V → Y ∖ y × w ∈ V
43 unexg ⊢ z ∈ V ∧ Y ∖ y × w ∈ V → z ∪ Y ∖ y × w ∈ V
44 38 42 43 sylancr ⊢ Y ∈ V → z ∪ Y ∖ y × w ∈ V
45 44 adantr ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ → z ∪ Y ∖ y × w ∈ V
46 45 ad2antrr ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → z ∪ Y ∖ y × w ∈ V
47 fofn ⊢ z : y ⟶ onto X → z Fn y
48 47 adantl ⊢ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X → z Fn y
49 48 ad2antlr ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → z Fn y
50 vex ⊢ w ∈ V
51 fnconstg ⊢ w ∈ V → Y ∖ y × w Fn Y ∖ y
52 50 51 mp1i ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → Y ∖ y × w Fn Y ∖ y
53 disjdif ⊢ y ∩ Y ∖ y = ∅
54 53 a1i ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → y ∩ Y ∖ y = ∅
55 49 52 54 fnund ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → z ∪ Y ∖ y × w Fn y ∪ Y ∖ y
56 elpwi ⊢ y ∈ 𝒫 Y → y ⊆ Y
57 undif ⊢ y ⊆ Y ↔ y ∪ Y ∖ y = Y
58 56 57 sylib ⊢ y ∈ 𝒫 Y → y ∪ Y ∖ y = Y
59 58 ad2antrl ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X → y ∪ Y ∖ y = Y
60 59 adantr ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → y ∪ Y ∖ y = Y
61 60 fneq2d ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → z ∪ Y ∖ y × w Fn y ∪ Y ∖ y ↔ z ∪ Y ∖ y × w Fn Y
62 55 61 mpbid ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → z ∪ Y ∖ y × w Fn Y
63 rnun ⊢ ran ⁡ z ∪ Y ∖ y × w = ran ⁡ z ∪ ran ⁡ Y ∖ y × w
64 forn ⊢ z : y ⟶ onto X → ran ⁡ z = X
65 64 ad2antll ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X → ran ⁡ z = X
66 65 adantr ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → ran ⁡ z = X
67 66 uneq1d ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → ran ⁡ z ∪ ran ⁡ Y ∖ y × w = X ∪ ran ⁡ Y ∖ y × w
68 fconst6g ⊢ w ∈ X → Y ∖ y × w : Y ∖ y ⟶ X
69 68 frnd ⊢ w ∈ X → ran ⁡ Y ∖ y × w ⊆ X
70 69 adantl ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → ran ⁡ Y ∖ y × w ⊆ X
71 ssequn2 ⊢ ran ⁡ Y ∖ y × w ⊆ X ↔ X ∪ ran ⁡ Y ∖ y × w = X
72 70 71 sylib ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → X ∪ ran ⁡ Y ∖ y × w = X
73 67 72 eqtrd ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → ran ⁡ z ∪ ran ⁡ Y ∖ y × w = X
74 63 73 eqtrid ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → ran ⁡ z ∪ Y ∖ y × w = X
75 df-fo ⊢ z ∪ Y ∖ y × w : Y ⟶ onto X ↔ z ∪ Y ∖ y × w Fn Y ∧ ran ⁡ z ∪ Y ∖ y × w = X
76 62 74 75 sylanbrc ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → z ∪ Y ∖ y × w : Y ⟶ onto X
77 foeq1 ⊢ x = z ∪ Y ∖ y × w → x : Y ⟶ onto X ↔ z ∪ Y ∖ y × w : Y ⟶ onto X
78 46 76 77 spcedv ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X ∧ w ∈ X → ∃ x x : Y ⟶ onto X
79 37 78 exlimddv ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y ∧ z : y ⟶ onto X → ∃ x x : Y ⟶ onto X
80 79 expr ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y → z : y ⟶ onto X → ∃ x x : Y ⟶ onto X
81 80 exlimdv ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ ∧ y ∈ 𝒫 Y → ∃ z z : y ⟶ onto X → ∃ x x : Y ⟶ onto X
82 81 rexlimdva ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ → ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X → ∃ x x : Y ⟶ onto X
83 34 82 impbid ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ → ∃ x x : Y ⟶ onto X ↔ ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
84 24 83 bitrd ⊢ Y ∈ V ∧ X ≠ ∅ → X ≼ * Y ↔ ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
85 22 84 pm2.61dane ⊢ Y ∈ V → X ≼ * Y ↔ ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X
86 1 85 syl ⊢ Y ∈ V → X ≼ * Y ↔ ∃ y ∈ 𝒫 Y ∃ z z : y ⟶ onto X