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Theorem iinpreima

Description: Preimage of an intersection. (Contributed by FL, 16-Apr-2012)

Ref Expression
Assertion iinpreima ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ → F -1 ⋂ x ∈ A B = ⋂ x ∈ A F -1 B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simpll ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B → Fun ⁡ F
2 cnvimass ⊢ F -1 ⋂ x ∈ A B ⊆ dom ⁡ F
3 2 sseli ⊢ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B → y ∈ dom ⁡ F
4 3 adantl ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B → y ∈ dom ⁡ F
5 fvex ⊢ F ⁡ y ∈ V
6 fvimacnvi ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B → F ⁡ y ∈ ⋂ x ∈ A B
7 6 adantlr ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B → F ⁡ y ∈ ⋂ x ∈ A B
8 eliin ⊢ F ⁡ y ∈ V → F ⁡ y ∈ ⋂ x ∈ A B ↔ ∀ x ∈ A F ⁡ y ∈ B
9 8 biimpa ⊢ F ⁡ y ∈ V ∧ F ⁡ y ∈ ⋂ x ∈ A B → ∀ x ∈ A F ⁡ y ∈ B
10 5 7 9 sylancr ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B → ∀ x ∈ A F ⁡ y ∈ B
11 fvimacnv ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ dom ⁡ F → F ⁡ y ∈ B ↔ y ∈ F -1 B
12 11 ralbidv ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ dom ⁡ F → ∀ x ∈ A F ⁡ y ∈ B ↔ ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B
13 12 biimpa ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ dom ⁡ F ∧ ∀ x ∈ A F ⁡ y ∈ B → ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B
14 1 4 10 13 syl21anc ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B → ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B
15 eliin ⊢ y ∈ V → y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B ↔ ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B
16 15 elv ⊢ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B ↔ ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B
17 14 16 sylibr ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B → y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B
18 simpll ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → Fun ⁡ F
19 15 biimpd ⊢ y ∈ V → y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B
20 19 elv ⊢ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B
21 20 adantl ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B
22 fvimacnvi ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ F -1 B → F ⁡ y ∈ B
23 22 ex ⊢ Fun ⁡ F → y ∈ F -1 B → F ⁡ y ∈ B
24 23 ralimdv ⊢ Fun ⁡ F → ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B → ∀ x ∈ A F ⁡ y ∈ B
25 18 21 24 sylc ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → ∀ x ∈ A F ⁡ y ∈ B
26 5 8 ax-mp ⊢ F ⁡ y ∈ ⋂ x ∈ A B ↔ ∀ x ∈ A F ⁡ y ∈ B
27 25 26 sylibr ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → F ⁡ y ∈ ⋂ x ∈ A B
28 r19.2zb ⊢ A ≠ ∅ ↔ ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B → ∃ x ∈ A y ∈ F -1 B
29 28 biimpi ⊢ A ≠ ∅ → ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B → ∃ x ∈ A y ∈ F -1 B
30 cnvimass ⊢ F -1 B ⊆ dom ⁡ F
31 30 sseli ⊢ y ∈ F -1 B → y ∈ dom ⁡ F
32 31 rexlimivw ⊢ ∃ x ∈ A y ∈ F -1 B → y ∈ dom ⁡ F
33 29 32 syl6 ⊢ A ≠ ∅ → ∀ x ∈ A y ∈ F -1 B → y ∈ dom ⁡ F
34 16 33 biimtrid ⊢ A ≠ ∅ → y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → y ∈ dom ⁡ F
35 34 adantl ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ → y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → y ∈ dom ⁡ F
36 35 imp ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → y ∈ dom ⁡ F
37 fvimacnv ⊢ Fun ⁡ F ∧ y ∈ dom ⁡ F → F ⁡ y ∈ ⋂ x ∈ A B ↔ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B
38 18 36 37 syl2anc ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → F ⁡ y ∈ ⋂ x ∈ A B ↔ y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B
39 27 38 mpbid ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ ∧ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B → y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B
40 17 39 impbida ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ → y ∈ F -1 ⋂ x ∈ A B ↔ y ∈ ⋂ x ∈ A F -1 B
41 40 eqrdv ⊢ Fun ⁡ F ∧ A ≠ ∅ → F -1 ⋂ x ∈ A B = ⋂ x ∈ A F -1 B