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Theorem choicefi

Description: For a finite set, a choice function exists, without using the axiom of choice. (Contributed by Glauco Siliprandi, 24-Dec-2020)

Ref Expression
Hypotheses choicefi.a φ A Fin
choicefi.b φ x A B W
choicefi.n φ x A B
Assertion choicefi φ f f Fn A x A f x B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 choicefi.a φ A Fin
2 choicefi.b φ x A B W
3 choicefi.n φ x A B
4 mptfi A Fin x A B Fin
5 rnfi x A B Fin ran x A B Fin
6 fnchoice ran x A B Fin g g Fn ran x A B y ran x A B y g y y
7 1 4 5 6 4syl φ g g Fn ran x A B y ran x A B y g y y
8 simpl φ g Fn ran x A B y ran x A B y g y y φ
9 simprl φ g Fn ran x A B y ran x A B y g y y g Fn ran x A B
10 nfv y φ
11 nfra1 y y ran x A B y g y y
12 10 11 nfan y φ y ran x A B y g y y
13 rspa y ran x A B y g y y y ran x A B y g y y
14 13 adantll φ y ran x A B y g y y y ran x A B y g y y
15 vex y V
16 eqid x A B = x A B
17 16 elrnmpt y V y ran x A B x A y = B
18 15 17 ax-mp y ran x A B x A y = B
19 18 bilani φ y ran x A B x A y = B
20 simp3 φ x A y = B y = B
21 3 3adant3 φ x A y = B B
22 20 21 eqnetrd φ x A y = B y
23 22 3exp φ x A y = B y
24 23 rexlimdv φ x A y = B y
25 24 adantr φ y ran x A B x A y = B y
26 19 25 mpd φ y ran x A B y
27 26 adantlr φ y ran x A B y g y y y ran x A B y
28 id y g y y y g y y
29 28 imp y g y y y g y y
30 14 27 29 syl2anc φ y ran x A B y g y y y ran x A B g y y
31 30 ex φ y ran x A B y g y y y ran x A B g y y
32 12 31 ralrimi φ y ran x A B y g y y y ran x A B g y y
33 rsp y ran x A B g y y y ran x A B g y y
34 32 33 syl φ y ran x A B y g y y y ran x A B g y y
35 12 34 ralrimi φ y ran x A B y g y y y ran x A B g y y
36 35 adantrl φ g Fn ran x A B y ran x A B y g y y y ran x A B g y y
37 vex g V
38 37 a1i φ g V
39 1 mptexd φ x A B V
40 coexg g V x A B V g x A B V
41 38 39 40 syl2anc φ g x A B V
42 41 3ad2ant1 φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y g x A B V
43 simpr φ g Fn ran x A B g Fn ran x A B
44 2 ralrimiva φ x A B W
45 16 fnmpt x A B W x A B Fn A
46 44 45 syl φ x A B Fn A
47 46 adantr φ g Fn ran x A B x A B Fn A
48 ssidd φ g Fn ran x A B ran x A B ran x A B
49 fnco g Fn ran x A B x A B Fn A ran x A B ran x A B g x A B Fn A
50 43 47 48 49 syl3anc φ g Fn ran x A B g x A B Fn A
51 50 3adant3 φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y g x A B Fn A
52 nfv x φ
53 nfcv _ x g
54 nfmpt1 _ x x A B
55 54 nfrn _ x ran x A B
56 53 55 nffn x g Fn ran x A B
57 nfv x g y y
58 55 57 nfralw x y ran x A B g y y
59 52 56 58 nf3an x φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y
60 funmpt Fun x A B
61 60 a1i φ x A Fun x A B
62 simpr φ x A x A
63 16 2 dmmptd φ dom x A B = A
64 63 eqcomd φ A = dom x A B
65 64 adantr φ x A A = dom x A B
66 62 65 eleqtrd φ x A x dom x A B
67 fvco Fun x A B x dom x A B g x A B x = g x A B x
68 61 66 67 syl2anc φ x A g x A B x = g x A B x
69 16 fvmpt2 x A B W x A B x = B
70 62 2 69 syl2anc φ x A x A B x = B
71 70 fveq2d φ x A g x A B x = g B
72 68 71 eqtrd φ x A g x A B x = g B
73 72 3ad2antl1 φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y x A g x A B x = g B
74 16 elrnmpt1 x A B W B ran x A B
75 62 2 74 syl2anc φ x A B ran x A B
76 75 3ad2antl1 φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y x A B ran x A B
77 simpl3 φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y x A y ran x A B g y y
78 fveq2 y = B g y = g B
79 id y = B y = B
80 78 79 eleq12d y = B g y y g B B
81 80 rspcva B ran x A B y ran x A B g y y g B B
82 76 77 81 syl2anc φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y x A g B B
83 73 82 eqeltrd φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y x A g x A B x B
84 83 ex φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y x A g x A B x B
85 59 84 ralrimi φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y x A g x A B x B
86 51 85 jca φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y g x A B Fn A x A g x A B x B
87 fneq1 f = g x A B f Fn A g x A B Fn A
88 nfcv _ x f
89 53 54 nfco _ x g x A B
90 88 89 nfeq x f = g x A B
91 fveq1 f = g x A B f x = g x A B x
92 91 eleq1d f = g x A B f x B g x A B x B
93 90 92 ralbid f = g x A B x A f x B x A g x A B x B
94 87 93 anbi12d f = g x A B f Fn A x A f x B g x A B Fn A x A g x A B x B
95 94 spcegv g x A B V g x A B Fn A x A g x A B x B f f Fn A x A f x B
96 42 86 95 sylc φ g Fn ran x A B y ran x A B g y y f f Fn A x A f x B
97 8 9 36 96 syl3anc φ g Fn ran x A B y ran x A B y g y y f f Fn A x A f x B
98 97 ex φ g Fn ran x A B y ran x A B y g y y f f Fn A x A f x B
99 98 exlimdv φ g g Fn ran x A B y ran x A B y g y y f f Fn A x A f x B
100 7 99 mpd φ f f Fn A x A f x B