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Theorem funcnvmpt

Description: Condition for a function in maps-to notation to be single-rooted. (Contributed by Thierry Arnoux, 28-Feb-2017) (Proof shortened by Peter Mazsa, 24-Feb-2026)

Ref Expression
Hypotheses funcnvmpt.0 ⊢ Ⅎ x φ
funcnvmpt.1 ⊢ Ⅎ _ x A
funcnvmpt.2 ⊢ Ⅎ _ x F
funcnvmpt.3 ⊢ F = x ∈ A ⟼ B
funcnvmpt.4 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ V
Assertion funcnvmpt ⊢ φ → Fun ⁡ F -1 ↔ ∀ y ∃* x ∈ A y = B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 funcnvmpt.0 ⊢ Ⅎ x φ
2 funcnvmpt.1 ⊢ Ⅎ _ x A
3 funcnvmpt.2 ⊢ Ⅎ _ x F
4 funcnvmpt.3 ⊢ F = x ∈ A ⟼ B
5 funcnvmpt.4 ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ V
6 relcnv ⊢ Rel ⁡ F -1
7 nfcv ⊢ Ⅎ _ y F -1
8 3 nfcnv ⊢ Ⅎ _ x F -1
9 7 8 dffun6f ⊢ Fun ⁡ F -1 ↔ Rel ⁡ F -1 ∧ ∀ y ∃* x y F -1 x
10 6 9 mpbiran ⊢ Fun ⁡ F -1 ↔ ∀ y ∃* x y F -1 x
11 vex ⊢ y ∈ V
12 vex ⊢ x ∈ V
13 11 12 brcnv ⊢ y F -1 x ↔ x F y
14 13 mobii ⊢ ∃* x y F -1 x ↔ ∃* x x F y
15 14 albii ⊢ ∀ y ∃* x y F -1 x ↔ ∀ y ∃* x x F y
16 10 15 bitri ⊢ Fun ⁡ F -1 ↔ ∀ y ∃* x x F y
17 4 funmpt2 ⊢ Fun ⁡ F
18 funbrfv2b ⊢ Fun ⁡ F → x F y ↔ x ∈ dom ⁡ F ∧ F ⁡ x = y
19 17 18 ax-mp ⊢ x F y ↔ x ∈ dom ⁡ F ∧ F ⁡ x = y
20 4 dmmpt ⊢ dom ⁡ F = x ∈ A | B ∈ V
21 5 elexd ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ V
22 1 21 ralrimia ⊢ φ → ∀ x ∈ A B ∈ V
23 2 rabid2f ⊢ A = x ∈ A | B ∈ V ↔ ∀ x ∈ A B ∈ V
24 22 23 sylibr ⊢ φ → A = x ∈ A | B ∈ V
25 20 24 eqtr4id ⊢ φ → dom ⁡ F = A
26 25 eleq2d ⊢ φ → x ∈ dom ⁡ F ↔ x ∈ A
27 26 anbi1d ⊢ φ → x ∈ dom ⁡ F ∧ F ⁡ x = y ↔ x ∈ A ∧ F ⁡ x = y
28 19 27 bitrid ⊢ φ → x F y ↔ x ∈ A ∧ F ⁡ x = y
29 28 bian1d ⊢ φ → x ∈ A ∧ x F y ↔ x ∈ A ∧ F ⁡ x = y
30 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ∈ A
31 4 fveq1i ⊢ F ⁡ x = x ∈ A ⟼ B ⁡ x
32 2 fvmpt2f ⊢ x ∈ A ∧ B ∈ V → x ∈ A ⟼ B ⁡ x = B
33 31 32 eqtrid ⊢ x ∈ A ∧ B ∈ V → F ⁡ x = B
34 30 5 33 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ A → F ⁡ x = B
35 34 eqeq2d ⊢ φ ∧ x ∈ A → y = F ⁡ x ↔ y = B
36 eqcom ⊢ F ⁡ x = y ↔ y = F ⁡ x
37 26 biimpar ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ∈ dom ⁡ F
38 funbrfvb ⊢ Fun ⁡ F ∧ x ∈ dom ⁡ F → F ⁡ x = y ↔ x F y
39 17 37 38 sylancr ⊢ φ ∧ x ∈ A → F ⁡ x = y ↔ x F y
40 36 39 bitr3id ⊢ φ ∧ x ∈ A → y = F ⁡ x ↔ x F y
41 35 40 bitr3d ⊢ φ ∧ x ∈ A → y = B ↔ x F y
42 41 pm5.32da ⊢ φ → x ∈ A ∧ y = B ↔ x ∈ A ∧ x F y
43 29 42 28 3bitr4rd ⊢ φ → x F y ↔ x ∈ A ∧ y = B
44 1 43 mobid ⊢ φ → ∃* x x F y ↔ ∃* x x ∈ A ∧ y = B
45 df-rmo ⊢ ∃* x ∈ A y = B ↔ ∃* x x ∈ A ∧ y = B
46 44 45 bitr4di ⊢ φ → ∃* x x F y ↔ ∃* x ∈ A y = B
47 46 albidv ⊢ φ → ∀ y ∃* x x F y ↔ ∀ y ∃* x ∈ A y = B
48 16 47 bitrid ⊢ φ → Fun ⁡ F -1 ↔ ∀ y ∃* x ∈ A y = B