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Theorem dftpos4

Description: Alternate definition of tpos . (Contributed by Mario Carneiro, 4-Oct-2015)

Ref Expression
Assertion dftpos4 ⊢ tpos F = F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-tpos ⊢ tpos F = F ∘ x ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
2 relcnv ⊢ Rel ⁡ dom ⁡ F -1
3 df-rel ⊢ Rel ⁡ dom ⁡ F -1 ↔ dom ⁡ F -1 ⊆ V × V
4 2 3 mpbi ⊢ dom ⁡ F -1 ⊆ V × V
5 unss1 ⊢ dom ⁡ F -1 ⊆ V × V → dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⊆ V × V ∪ ∅
6 resmpt ⊢ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⊆ V × V ∪ ∅ → x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ↾ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ = x ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
7 4 5 6 mp2b ⊢ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ↾ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ = x ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
8 resss ⊢ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ↾ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⊆ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
9 7 8 eqsstrri ⊢ x ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ⊆ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
10 coss2 ⊢ x ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ⊆ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 → F ∘ x ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ⊆ F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
11 9 10 ax-mp ⊢ F ∘ x ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ⊆ F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
12 1 11 eqsstri ⊢ tpos F ⊆ F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
13 relco ⊢ Rel ⁡ F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1
14 vex ⊢ y ∈ V
15 vex ⊢ z ∈ V
16 14 15 opelco ⊢ y z ∈ F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ↔ ∃ w y x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 w ∧ w F z
17 vex ⊢ w ∈ V
18 eleq1 ⊢ x = y → x ∈ V × V ∪ ∅ ↔ y ∈ V × V ∪ ∅
19 sneq ⊢ x = y → x = y
20 19 cnveqd ⊢ x = y → x -1 = y -1
21 20 unieqd ⊢ x = y → ⋃ x -1 = ⋃ y -1
22 21 eqeq2d ⊢ x = y → z = ⋃ x -1 ↔ z = ⋃ y -1
23 18 22 anbi12d ⊢ x = y → x ∈ V × V ∪ ∅ ∧ z = ⋃ x -1 ↔ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ z = ⋃ y -1
24 eqeq1 ⊢ z = w → z = ⋃ y -1 ↔ w = ⋃ y -1
25 24 anbi2d ⊢ z = w → y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ z = ⋃ y -1 ↔ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1
26 df-mpt ⊢ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 = x z | x ∈ V × V ∪ ∅ ∧ z = ⋃ x -1
27 14 17 23 25 26 brab ⊢ y x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 w ↔ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1
28 simplr ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → w = ⋃ y -1
29 17 15 breldm ⊢ w F z → w ∈ dom ⁡ F
30 29 adantl ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → w ∈ dom ⁡ F
31 28 30 eqeltrrd ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → ⋃ y -1 ∈ dom ⁡ F
32 elvv ⊢ y ∈ V × V ↔ ∃ z ∃ w y = z w
33 opswap ⊢ ⋃ z w -1 = w z
34 33 eleq1i ⊢ ⋃ z w -1 ∈ dom ⁡ F ↔ w z ∈ dom ⁡ F
35 15 17 opelcnv ⊢ z w ∈ dom ⁡ F -1 ↔ w z ∈ dom ⁡ F
36 34 35 bitr4i ⊢ ⋃ z w -1 ∈ dom ⁡ F ↔ z w ∈ dom ⁡ F -1
37 sneq ⊢ y = z w → y = z w
38 37 cnveqd ⊢ y = z w → y -1 = z w -1
39 38 unieqd ⊢ y = z w → ⋃ y -1 = ⋃ z w -1
40 39 eleq1d ⊢ y = z w → ⋃ y -1 ∈ dom ⁡ F ↔ ⋃ z w -1 ∈ dom ⁡ F
41 eleq1 ⊢ y = z w → y ∈ dom ⁡ F -1 ↔ z w ∈ dom ⁡ F -1
42 40 41 bibi12d ⊢ y = z w → ⋃ y -1 ∈ dom ⁡ F ↔ y ∈ dom ⁡ F -1 ↔ ⋃ z w -1 ∈ dom ⁡ F ↔ z w ∈ dom ⁡ F -1
43 36 42 mpbiri ⊢ y = z w → ⋃ y -1 ∈ dom ⁡ F ↔ y ∈ dom ⁡ F -1
44 43 exlimivv ⊢ ∃ z ∃ w y = z w → ⋃ y -1 ∈ dom ⁡ F ↔ y ∈ dom ⁡ F -1
45 32 44 sylbi ⊢ y ∈ V × V → ⋃ y -1 ∈ dom ⁡ F ↔ y ∈ dom ⁡ F -1
46 45 biimpcd ⊢ ⋃ y -1 ∈ dom ⁡ F → y ∈ V × V → y ∈ dom ⁡ F -1
47 elun1 ⊢ y ∈ dom ⁡ F -1 → y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅
48 46 47 syl6 ⊢ ⋃ y -1 ∈ dom ⁡ F → y ∈ V × V → y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅
49 31 48 syl ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → y ∈ V × V → y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅
50 elun2 ⊢ y ∈ ∅ → y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅
51 50 a1i ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → y ∈ ∅ → y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅
52 simpll ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → y ∈ V × V ∪ ∅
53 elun ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ↔ y ∈ V × V ∨ y ∈ ∅
54 52 53 sylib ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → y ∈ V × V ∨ y ∈ ∅
55 49 51 54 mpjaod ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅
56 simpr ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → w F z
57 28 56 eqbrtrrd ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → ⋃ y -1 F z
58 55 57 jca ⊢ y ∈ V × V ∪ ∅ ∧ w = ⋃ y -1 ∧ w F z → y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ∧ ⋃ y -1 F z
59 27 58 sylanb ⊢ y x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 w ∧ w F z → y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ∧ ⋃ y -1 F z
60 brtpos2 ⊢ z ∈ V → y tpos F z ↔ y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ∧ ⋃ y -1 F z
61 15 60 ax-mp ⊢ y tpos F z ↔ y ∈ dom ⁡ F -1 ∪ ∅ ∧ ⋃ y -1 F z
62 59 61 sylibr ⊢ y x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 w ∧ w F z → y tpos F z
63 df-br ⊢ y tpos F z ↔ y z ∈ tpos F
64 62 63 sylib ⊢ y x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 w ∧ w F z → y z ∈ tpos F
65 64 exlimiv ⊢ ∃ w y x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 w ∧ w F z → y z ∈ tpos F
66 16 65 sylbi ⊢ y z ∈ F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 → y z ∈ tpos F
67 13 66 relssi ⊢ F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1 ⊆ tpos F
68 12 67 eqssi ⊢ tpos F = F ∘ x ∈ V × V ∪ ∅ ⟼ ⋃ x -1