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Theorem fundmen

Description: A function is equinumerous to its domain. Exercise 4 of Suppes p. 98. (Contributed by NM, 28-Jul-2004) (Revised by Mario Carneiro, 15-Nov-2014)

Ref Expression
Hypothesis fundmen.1 ⊢ F ∈ V
Assertion fundmen ⊢ Fun ⁡ F → dom ⁡ F ≈ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fundmen.1 ⊢ F ∈ V
2 1 dmex ⊢ dom ⁡ F ∈ V
3 2 a1i ⊢ Fun ⁡ F → dom ⁡ F ∈ V
4 1 a1i ⊢ Fun ⁡ F → F ∈ V
5 funfvop ⊢ Fun ⁡ F ∧ x ∈ dom ⁡ F → x F ⁡ x ∈ F
6 5 ex ⊢ Fun ⁡ F → x ∈ dom ⁡ F → x F ⁡ x ∈ F
7 funrel ⊢ Fun ⁡ F → Rel ⁡ F
8 elreldm ⊢ Rel ⁡ F ∧ y ∈ F → ⋂ ⋂ y ∈ dom ⁡ F
9 8 ex ⊢ Rel ⁡ F → y ∈ F → ⋂ ⋂ y ∈ dom ⁡ F
10 7 9 syl ⊢ Fun ⁡ F → y ∈ F → ⋂ ⋂ y ∈ dom ⁡ F
11 df-rel ⊢ Rel ⁡ F ↔ F ⊆ V × V
12 7 11 sylib ⊢ Fun ⁡ F → F ⊆ V × V
13 12 sselda ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F → y ∈ V × V
14 elvv ⊢ y ∈ V × V ↔ ∃ z ∃ w y = z w
15 13 14 sylib ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F → ∃ z ∃ w y = z w
16 inteq ⊢ y = z w → ⋂ y = ⋂ z w
17 16 inteqd ⊢ y = z w → ⋂ ⋂ y = ⋂ ⋂ z w
18 vex ⊢ z ∈ V
19 vex ⊢ w ∈ V
20 18 19 op1stb ⊢ ⋂ ⋂ z w = z
21 17 20 eqtrdi ⊢ y = z w → ⋂ ⋂ y = z
22 eqeq1 ⊢ x = ⋂ ⋂ y → x = z ↔ ⋂ ⋂ y = z
23 21 22 imbitrrid ⊢ x = ⋂ ⋂ y → y = z w → x = z
24 opeq1 ⊢ x = z → x w = z w
25 23 24 syl6 ⊢ x = ⋂ ⋂ y → y = z w → x w = z w
26 25 imp ⊢ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = z w → x w = z w
27 eqeq2 ⊢ x w = z w → y = x w ↔ y = z w
28 27 biimprcd ⊢ y = z w → x w = z w → y = x w
29 28 adantl ⊢ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = z w → x w = z w → y = x w
30 26 29 mpd ⊢ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = z w → y = x w
31 30 ancoms ⊢ y = z w ∧ x = ⋂ ⋂ y → y = x w
32 31 adantl ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F ∧ y = z w ∧ x = ⋂ ⋂ y → y = x w
33 30 eleq1d ⊢ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = z w → y ∈ F ↔ x w ∈ F
34 33 adantl ⊢ Fun ⁡ F ∧ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = z w → y ∈ F ↔ x w ∈ F
35 funopfv ⊢ Fun ⁡ F → x w ∈ F → F ⁡ x = w
36 35 adantr ⊢ Fun ⁡ F ∧ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = z w → x w ∈ F → F ⁡ x = w
37 34 36 sylbid ⊢ Fun ⁡ F ∧ x = ⋂ ⋂ y ∧ y = z w → y ∈ F → F ⁡ x = w
38 37 exp32 ⊢ Fun ⁡ F → x = ⋂ ⋂ y → y = z w → y ∈ F → F ⁡ x = w
39 38 com24 ⊢ Fun ⁡ F → y ∈ F → y = z w → x = ⋂ ⋂ y → F ⁡ x = w
40 39 imp43 ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F ∧ y = z w ∧ x = ⋂ ⋂ y → F ⁡ x = w
41 40 opeq2d ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F ∧ y = z w ∧ x = ⋂ ⋂ y → x F ⁡ x = x w
42 32 41 eqtr4d ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F ∧ y = z w ∧ x = ⋂ ⋂ y → y = x F ⁡ x
43 42 exp32 ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F → y = z w → x = ⋂ ⋂ y → y = x F ⁡ x
44 43 exlimdvv ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F → ∃ z ∃ w y = z w → x = ⋂ ⋂ y → y = x F ⁡ x
45 15 44 mpd ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F → x = ⋂ ⋂ y → y = x F ⁡ x
46 45 adantrl ⊢ Fun ⁡ F ∧ x ∈ dom ⁡ F ∧ y ∈ F → x = ⋂ ⋂ y → y = x F ⁡ x
47 inteq ⊢ y = x F ⁡ x → ⋂ y = ⋂ x F ⁡ x
48 47 inteqd ⊢ y = x F ⁡ x → ⋂ ⋂ y = ⋂ ⋂ x F ⁡ x
49 vex ⊢ x ∈ V
50 fvex ⊢ F ⁡ x ∈ V
51 49 50 op1stb ⊢ ⋂ ⋂ x F ⁡ x = x
52 48 51 eqtr2di ⊢ y = x F ⁡ x → x = ⋂ ⋂ y
53 46 52 impbid1 ⊢ Fun ⁡ F ∧ x ∈ dom ⁡ F ∧ y ∈ F → x = ⋂ ⋂ y ↔ y = x F ⁡ x
54 53 ex ⊢ Fun ⁡ F → x ∈ dom ⁡ F ∧ y ∈ F → x = ⋂ ⋂ y ↔ y = x F ⁡ x
55 3 4 6 10 54 en3d ⊢ Fun ⁡ F → dom ⁡ F ≈ F