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Theorem cfcoflem

Description: Lemma for cfcof , showing subset relation in one direction. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Mar-2013) (Revised by Mario Carneiro, 26-Dec-2014)

Ref Expression
Assertion cfcoflem ⊢ A ∈ On ∧ B ∈ On → ∃ f f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → cf ⁡ A ⊆ cf ⁡ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cff1 ⊢ B ∈ On → ∃ g g : cf ⁡ B ⟶ 1-1 B ∧ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z
2 f1f ⊢ g : cf ⁡ B ⟶ 1-1 B → g : cf ⁡ B ⟶ B
3 fco ⊢ f : B ⟶ A ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → f ∘ g : cf ⁡ B ⟶ A
4 3 adantlr ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → f ∘ g : cf ⁡ B ⟶ A
5 r19.29 ⊢ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z ∧ ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z ∧ x ⊆ f ⁡ y
6 ffvelcdm ⊢ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B → g ⁡ z ∈ B
7 ffn ⊢ f : B ⟶ A → f Fn B
8 smoword ⊢ f Fn B ∧ Smo ⁡ f ∧ y ∈ B ∧ g ⁡ z ∈ B → y ⊆ g ⁡ z ↔ f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z
9 8 biimpd ⊢ f Fn B ∧ Smo ⁡ f ∧ y ∈ B ∧ g ⁡ z ∈ B → y ⊆ g ⁡ z → f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z
10 9 exp32 ⊢ f Fn B ∧ Smo ⁡ f → y ∈ B → g ⁡ z ∈ B → y ⊆ g ⁡ z → f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z
11 7 10 sylan ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f → y ∈ B → g ⁡ z ∈ B → y ⊆ g ⁡ z → f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z
12 6 11 syl7 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f → y ∈ B → g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B → y ⊆ g ⁡ z → f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z
13 12 com23 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f → g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B → y ∈ B → y ⊆ g ⁡ z → f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z
14 13 expdimp ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → z ∈ cf ⁡ B → y ∈ B → y ⊆ g ⁡ z → f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z
15 14 3imp2 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B ∧ y ∈ B ∧ y ⊆ g ⁡ z → f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z
16 sstr2 ⊢ x ⊆ f ⁡ y → f ⁡ y ⊆ f ⁡ g ⁡ z → x ⊆ f ⁡ g ⁡ z
17 15 16 syl5com ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B ∧ y ∈ B ∧ y ⊆ g ⁡ z → x ⊆ f ⁡ y → x ⊆ f ⁡ g ⁡ z
18 fvco3 ⊢ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B → f ∘ g ⁡ z = f ⁡ g ⁡ z
19 18 sseq2d ⊢ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B → x ⊆ f ∘ g ⁡ z ↔ x ⊆ f ⁡ g ⁡ z
20 19 adantll ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B → x ⊆ f ∘ g ⁡ z ↔ x ⊆ f ⁡ g ⁡ z
21 20 3ad2antr1 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B ∧ y ∈ B ∧ y ⊆ g ⁡ z → x ⊆ f ∘ g ⁡ z ↔ x ⊆ f ⁡ g ⁡ z
22 17 21 sylibrd ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ z ∈ cf ⁡ B ∧ y ∈ B ∧ y ⊆ g ⁡ z → x ⊆ f ⁡ y → x ⊆ f ∘ g ⁡ z
23 22 expcom ⊢ z ∈ cf ⁡ B ∧ y ∈ B ∧ y ⊆ g ⁡ z → f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → x ⊆ f ⁡ y → x ⊆ f ∘ g ⁡ z
24 23 3expia ⊢ z ∈ cf ⁡ B ∧ y ∈ B → y ⊆ g ⁡ z → f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → x ⊆ f ⁡ y → x ⊆ f ∘ g ⁡ z
25 24 com4t ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → x ⊆ f ⁡ y → z ∈ cf ⁡ B ∧ y ∈ B → y ⊆ g ⁡ z → x ⊆ f ∘ g ⁡ z
26 25 imp ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ x ⊆ f ⁡ y → z ∈ cf ⁡ B ∧ y ∈ B → y ⊆ g ⁡ z → x ⊆ f ∘ g ⁡ z
27 26 expcomd ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ x ⊆ f ⁡ y → y ∈ B → z ∈ cf ⁡ B → y ⊆ g ⁡ z → x ⊆ f ∘ g ⁡ z
28 27 imp31 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ x ⊆ f ⁡ y ∧ y ∈ B ∧ z ∈ cf ⁡ B → y ⊆ g ⁡ z → x ⊆ f ∘ g ⁡ z
29 28 reximdva ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ x ⊆ f ⁡ y ∧ y ∈ B → ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
30 29 exp31 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → x ⊆ f ⁡ y → y ∈ B → ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
31 30 com34 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → x ⊆ f ⁡ y → ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → y ∈ B → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
32 31 impcomd ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z ∧ x ⊆ f ⁡ y → y ∈ B → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
33 32 com23 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → y ∈ B → ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z ∧ x ⊆ f ⁡ y → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
34 33 rexlimdv ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → ∃ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z ∧ x ⊆ f ⁡ y → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
35 5 34 syl5 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B → ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z ∧ ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
36 35 expdimp ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
37 36 ralimdv ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
38 37 impr ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
39 vex ⊢ f ∈ V
40 vex ⊢ g ∈ V
41 39 40 coex ⊢ f ∘ g ∈ V
42 feq1 ⊢ h = f ∘ g → h : cf ⁡ B ⟶ A ↔ f ∘ g : cf ⁡ B ⟶ A
43 fveq1 ⊢ h = f ∘ g → h ⁡ z = f ∘ g ⁡ z
44 43 sseq2d ⊢ h = f ∘ g → x ⊆ h ⁡ z ↔ x ⊆ f ∘ g ⁡ z
45 44 rexbidv ⊢ h = f ∘ g → ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z ↔ ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
46 45 ralbidv ⊢ h = f ∘ g → ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z ↔ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
47 42 46 anbi12d ⊢ h = f ∘ g → h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z ↔ f ∘ g : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z
48 41 47 spcev ⊢ f ∘ g : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ f ∘ g ⁡ z → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
49 4 38 48 syl2an2r ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ g : cf ⁡ B ⟶ B ∧ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
50 49 exp43 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f → g : cf ⁡ B ⟶ B → ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
51 50 com24 ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f → ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → g : cf ⁡ B ⟶ B → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
52 51 3impia ⊢ f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → g : cf ⁡ B ⟶ B → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
53 52 exlimiv ⊢ ∃ f f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → g : cf ⁡ B ⟶ B → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
54 53 com13 ⊢ g : cf ⁡ B ⟶ B → ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∃ f f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
55 2 54 syl ⊢ g : cf ⁡ B ⟶ 1-1 B → ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∃ f f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
56 55 imp ⊢ g : cf ⁡ B ⟶ 1-1 B ∧ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∃ f f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
57 56 exlimiv ⊢ ∃ g g : cf ⁡ B ⟶ 1-1 B ∧ ∀ y ∈ B ∃ z ∈ cf ⁡ B y ⊆ g ⁡ z → ∃ f f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
58 1 57 syl ⊢ B ∈ On → ∃ f f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z
59 cfon ⊢ cf ⁡ B ∈ On
60 cfflb ⊢ A ∈ On ∧ cf ⁡ B ∈ On → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z → cf ⁡ A ⊆ cf ⁡ B
61 59 60 mpan2 ⊢ A ∈ On → ∃ h h : cf ⁡ B ⟶ A ∧ ∀ x ∈ A ∃ z ∈ cf ⁡ B x ⊆ h ⁡ z → cf ⁡ A ⊆ cf ⁡ B
62 58 61 sylan9r ⊢ A ∈ On ∧ B ∈ On → ∃ f f : B ⟶ A ∧ Smo ⁡ f ∧ ∀ x ∈ A ∃ y ∈ B x ⊆ f ⁡ y → cf ⁡ A ⊆ cf ⁡ B