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Theorem funpartfun

Description: The functional part of F is a function. (Contributed by Scott Fenton, 16-Apr-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2014) (Proof shortened by Peter Mazsa, 2-Oct-2022)

Ref Expression
Assertion funpartfun ⊢ Fun ⁡ 𝖥𝗎𝗇𝖯𝖺𝗋𝗍 F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 relres ⊢ Rel ⁡ F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌
2 vex ⊢ z ∈ V
3 2 brresi ⊢ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ x ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ∧ x F z
4 3 simprbi ⊢ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z → x F z
5 vex ⊢ y ∈ V
6 5 brresi ⊢ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 y ↔ x ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ∧ x F y
7 funpartlem ⊢ x ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ ∃ w F x = w
8 7 anbi1i ⊢ x ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ∧ x F y ↔ ∃ w F x = w ∧ x F y
9 6 8 bitri ⊢ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 y ↔ ∃ w F x = w ∧ x F y
10 df-br ⊢ x F y ↔ x y ∈ F
11 df-br ⊢ x F z ↔ x z ∈ F
12 10 11 anbi12i ⊢ x F y ∧ x F z ↔ x y ∈ F ∧ x z ∈ F
13 vex ⊢ x ∈ V
14 13 5 elimasn ⊢ y ∈ F x ↔ x y ∈ F
15 13 2 elimasn ⊢ z ∈ F x ↔ x z ∈ F
16 14 15 anbi12i ⊢ y ∈ F x ∧ z ∈ F x ↔ x y ∈ F ∧ x z ∈ F
17 12 16 bitr4i ⊢ x F y ∧ x F z ↔ y ∈ F x ∧ z ∈ F x
18 eleq2 ⊢ F x = w → y ∈ F x ↔ y ∈ w
19 eleq2 ⊢ F x = w → z ∈ F x ↔ z ∈ w
20 18 19 anbi12d ⊢ F x = w → y ∈ F x ∧ z ∈ F x ↔ y ∈ w ∧ z ∈ w
21 velsn ⊢ y ∈ w ↔ y = w
22 velsn ⊢ z ∈ w ↔ z = w
23 equtr2 ⊢ y = w ∧ z = w → y = z
24 21 22 23 syl2anb ⊢ y ∈ w ∧ z ∈ w → y = z
25 20 24 biimtrdi ⊢ F x = w → y ∈ F x ∧ z ∈ F x → y = z
26 17 25 biimtrid ⊢ F x = w → x F y ∧ x F z → y = z
27 26 exlimiv ⊢ ∃ w F x = w → x F y ∧ x F z → y = z
28 27 impl ⊢ ∃ w F x = w ∧ x F y ∧ x F z → y = z
29 9 28 sylanb ⊢ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 y ∧ x F z → y = z
30 4 29 sylan2 ⊢ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 y ∧ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z → y = z
31 30 gen2 ⊢ ∀ y ∀ z x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 y ∧ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z → y = z
32 31 ax-gen ⊢ ∀ x ∀ y ∀ z x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 y ∧ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z → y = z
33 df-funpart ⊢ 𝖥𝗎𝗇𝖯𝖺𝗋𝗍 F = F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌
34 33 funeqi ⊢ Fun ⁡ 𝖥𝗎𝗇𝖯𝖺𝗋𝗍 F ↔ Fun ⁡ F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌
35 dffun2 ⊢ Fun ⁡ F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ Rel ⁡ F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ∧ ∀ x ∀ y ∀ z x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 y ∧ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z → y = z
36 34 35 bitri ⊢ Fun ⁡ 𝖥𝗎𝗇𝖯𝖺𝗋𝗍 F ↔ Rel ⁡ F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ∧ ∀ x ∀ y ∀ z x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 y ∧ x F ↾ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z → y = z
37 1 32 36 mpbir2an ⊢ Fun ⁡ 𝖥𝗎𝗇𝖯𝖺𝗋𝗍 F