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Theorem funpartlem

Description: Lemma for funpartfun . Show membership in the restriction. (Contributed by Scott Fenton, 4-Dec-2017)

Ref Expression
Assertion funpartlem ⊢ A ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ ∃ x F A = x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 elex ⊢ A ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 → A ∈ V
2 vsnid ⊢ x ∈ x
3 eleq2 ⊢ F A = x → x ∈ F A ↔ x ∈ x
4 2 3 mpbiri ⊢ F A = x → x ∈ F A
5 n0i ⊢ x ∈ F A → ¬ F A = ∅
6 snprc ⊢ ¬ A ∈ V ↔ A = ∅
7 6 biimpi ⊢ ¬ A ∈ V → A = ∅
8 7 imaeq2d ⊢ ¬ A ∈ V → F A = F ∅
9 ima0 ⊢ F ∅ = ∅
10 8 9 eqtrdi ⊢ ¬ A ∈ V → F A = ∅
11 5 10 nsyl2 ⊢ x ∈ F A → A ∈ V
12 4 11 syl ⊢ F A = x → A ∈ V
13 12 exlimiv ⊢ ∃ x F A = x → A ∈ V
14 eleq1 ⊢ y = A → y ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ A ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌
15 sneq ⊢ y = A → y = A
16 15 imaeq2d ⊢ y = A → F y = F A
17 16 eqeq1d ⊢ y = A → F y = x ↔ F A = x
18 17 exbidv ⊢ y = A → ∃ x F y = x ↔ ∃ x F A = x
19 vex ⊢ y ∈ V
20 19 eldm ⊢ y ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ ∃ z y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z
21 brxp ⊢ y V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ y ∈ V ∧ z ∈ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌
22 19 21 mpbiran ⊢ y V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ z ∈ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌
23 elsingles ⊢ z ∈ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ ∃ x z = x
24 22 23 bitri ⊢ y V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ ∃ x z = x
25 24 anbi2i ⊢ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ y V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ ∃ x z = x
26 brin ⊢ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ y V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z
27 19.42v ⊢ ∃ x y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x ↔ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ ∃ x z = x
28 25 26 27 3bitr4i ⊢ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ ∃ x y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x
29 28 exbii ⊢ ∃ z y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ ∃ z ∃ x y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x
30 excom ⊢ ∃ z ∃ x y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x ↔ ∃ x ∃ z y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x
31 29 30 bitri ⊢ ∃ z y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 z ↔ ∃ x ∃ z y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x
32 exancom ⊢ ∃ z y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x ↔ ∃ z z = x ∧ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z
33 vsnex ⊢ x ∈ V
34 breq2 ⊢ z = x → y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ↔ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 x
35 33 34 ceqsexv ⊢ ∃ z z = x ∧ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ↔ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 x
36 19 33 brco ⊢ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 x ↔ ∃ z y 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x
37 vex ⊢ z ∈ V
38 19 37 brsingle ⊢ y 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ↔ z = y
39 38 anbi1i ⊢ y 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x ↔ z = y ∧ z 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x
40 39 exbii ⊢ ∃ z y 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x ↔ ∃ z z = y ∧ z 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x
41 vsnex ⊢ y ∈ V
42 breq1 ⊢ z = y → z 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x ↔ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x
43 41 42 ceqsexv ⊢ ∃ z z = y ∧ z 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x ↔ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x
44 41 33 brimage ⊢ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x ↔ x = F y
45 eqcom ⊢ x = F y ↔ F y = x
46 43 44 45 3bitri ⊢ ∃ z z = y ∧ z 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F x ↔ F y = x
47 36 40 46 3bitri ⊢ y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 x ↔ F y = x
48 32 35 47 3bitri ⊢ ∃ z y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x ↔ F y = x
49 48 exbii ⊢ ∃ x ∃ z y 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 z ∧ z = x ↔ ∃ x F y = x
50 20 31 49 3bitri ⊢ y ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ ∃ x F y = x
51 14 18 50 vtoclbg ⊢ A ∈ V → A ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ ∃ x F A = x
52 1 13 51 pm5.21nii ⊢ A ∈ dom ⁡ 𝖨𝗆𝖺𝗀𝖾 F ∘ 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇 ∩ V × 𝖲𝗂𝗇𝗀𝗅𝖾𝗍𝗈𝗇𝗌 ↔ ∃ x F A = x