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Theorem elima4

Description: Quantifier-free expression saying that a class is a member of an image. (Contributed by Scott Fenton, 8-May-2018)

Ref Expression
Assertion elima4 ⊢ A ∈ R B ↔ R ∩ B × A ≠ ∅

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elex ⊢ A ∈ R B → A ∈ V
2 xpeq2 ⊢ A = ∅ → B × A = B × ∅
3 xp0 ⊢ B × ∅ = ∅
4 2 3 eqtrdi ⊢ A = ∅ → B × A = ∅
5 4 ineq2d ⊢ A = ∅ → R ∩ B × A = R ∩ ∅
6 in0 ⊢ R ∩ ∅ = ∅
7 5 6 eqtrdi ⊢ A = ∅ → R ∩ B × A = ∅
8 7 necon3i ⊢ R ∩ B × A ≠ ∅ → A ≠ ∅
9 snnzb ⊢ A ∈ V ↔ A ≠ ∅
10 8 9 sylibr ⊢ R ∩ B × A ≠ ∅ → A ∈ V
11 eleq1 ⊢ x = A → x ∈ R B ↔ A ∈ R B
12 sneq ⊢ x = A → x = A
13 12 xpeq2d ⊢ x = A → B × x = B × A
14 13 ineq2d ⊢ x = A → R ∩ B × x = R ∩ B × A
15 14 neeq1d ⊢ x = A → R ∩ B × x ≠ ∅ ↔ R ∩ B × A ≠ ∅
16 elin ⊢ p ∈ R ∩ B × x ↔ p ∈ R ∧ p ∈ B × x
17 ancom ⊢ p ∈ R ∧ p ∈ B × x ↔ p ∈ B × x ∧ p ∈ R
18 elxp ⊢ p ∈ B × x ↔ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x
19 18 anbi1i ⊢ p ∈ B × x ∧ p ∈ R ↔ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
20 16 17 19 3bitri ⊢ p ∈ R ∩ B × x ↔ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
21 20 exbii ⊢ ∃ p p ∈ R ∩ B × x ↔ ∃ p ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
22 anass ⊢ p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
23 22 2exbii ⊢ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
24 19.41vv ⊢ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
25 23 24 bitr3i ⊢ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
26 25 exbii ⊢ ∃ p ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ ∃ p ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
27 exrot3 ⊢ ∃ p ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ ∃ y ∃ z ∃ p p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
28 26 27 bitr3i ⊢ ∃ p ∃ y ∃ z p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ ∃ y ∃ z ∃ p p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R
29 opex ⊢ y z ∈ V
30 eleq1 ⊢ p = y z → p ∈ R ↔ y z ∈ R
31 30 anbi2d ⊢ p = y z → y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ y z ∈ R
32 29 31 ceqsexv ⊢ ∃ p p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ y z ∈ R
33 32 exbii ⊢ ∃ z ∃ p p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ ∃ z y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ y z ∈ R
34 anass ⊢ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ y z ∈ R ↔ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ y z ∈ R
35 an12 ⊢ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ y z ∈ R ↔ z ∈ x ∧ y ∈ B ∧ y z ∈ R
36 velsn ⊢ z ∈ x ↔ z = x
37 36 anbi1i ⊢ z ∈ x ∧ y ∈ B ∧ y z ∈ R ↔ z = x ∧ y ∈ B ∧ y z ∈ R
38 34 35 37 3bitri ⊢ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ y z ∈ R ↔ z = x ∧ y ∈ B ∧ y z ∈ R
39 38 exbii ⊢ ∃ z y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ y z ∈ R ↔ ∃ z z = x ∧ y ∈ B ∧ y z ∈ R
40 vex ⊢ x ∈ V
41 opeq2 ⊢ z = x → y z = y x
42 41 eleq1d ⊢ z = x → y z ∈ R ↔ y x ∈ R
43 42 anbi2d ⊢ z = x → y ∈ B ∧ y z ∈ R ↔ y ∈ B ∧ y x ∈ R
44 40 43 ceqsexv ⊢ ∃ z z = x ∧ y ∈ B ∧ y z ∈ R ↔ y ∈ B ∧ y x ∈ R
45 33 39 44 3bitri ⊢ ∃ z ∃ p p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ y ∈ B ∧ y x ∈ R
46 45 exbii ⊢ ∃ y ∃ z ∃ p p = y z ∧ y ∈ B ∧ z ∈ x ∧ p ∈ R ↔ ∃ y y ∈ B ∧ y x ∈ R
47 21 28 46 3bitri ⊢ ∃ p p ∈ R ∩ B × x ↔ ∃ y y ∈ B ∧ y x ∈ R
48 n0 ⊢ R ∩ B × x ≠ ∅ ↔ ∃ p p ∈ R ∩ B × x
49 40 elima3 ⊢ x ∈ R B ↔ ∃ y y ∈ B ∧ y x ∈ R
50 47 48 49 3bitr4ri ⊢ x ∈ R B ↔ R ∩ B × x ≠ ∅
51 11 15 50 vtoclbg ⊢ A ∈ V → A ∈ R B ↔ R ∩ B × A ≠ ∅
52 1 10 51 pm5.21nii ⊢ A ∈ R B ↔ R ∩ B × A ≠ ∅