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Theorem rnelfm

Description: A condition for a filter to be an image filter for a given function. (Contributed by Jeff Hankins, 14-Nov-2009) (Revised by Stefan O'Rear, 8-Aug-2015)

Ref Expression
Assertion rnelfm YALFilXF:YXLranXFilMapFranFL

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 filtop LFilXXL
2 1 3ad2ant2 YALFilXF:YXXL
3 simp1 YALFilXF:YXYA
4 simp3 YALFilXF:YXF:YX
5 fmf XLYAF:YXXFilMapF:fBasYFilX
6 2 3 4 5 syl3anc YALFilXF:YXXFilMapF:fBasYFilX
7 6 ffnd YALFilXF:YXXFilMapFFnfBasY
8 fvelrnb XFilMapFFnfBasYLranXFilMapFbfBasYXFilMapFb=L
9 7 8 syl YALFilXF:YXLranXFilMapFbfBasYXFilMapFb=L
10 ffn F:YXFFnY
11 dffn4 FFnYF:YontoranF
12 10 11 sylib F:YXF:YontoranF
13 foima F:YontoranFFY=ranF
14 12 13 syl F:YXFY=ranF
15 14 ad2antlr XLF:YXbfBasYFY=ranF
16 simpll XLF:YXbfBasYXL
17 simpr XLF:YXbfBasYbfBasY
18 simplr XLF:YXbfBasYF:YX
19 fgcl bfBasYYfilGenbFilY
20 filtop YfilGenbFilYYYfilGenb
21 19 20 syl bfBasYYYfilGenb
22 21 adantl XLF:YXbfBasYYYfilGenb
23 eqid YfilGenb=YfilGenb
24 23 imaelfm XLbfBasYF:YXYYfilGenbFYXFilMapFb
25 16 17 18 22 24 syl31anc XLF:YXbfBasYFYXFilMapFb
26 15 25 eqeltrrd XLF:YXbfBasYranFXFilMapFb
27 eleq2 XFilMapFb=LranFXFilMapFbranFL
28 26 27 syl5ibcom XLF:YXbfBasYXFilMapFb=LranFL
29 28 ex XLF:YXbfBasYXFilMapFb=LranFL
30 1 29 sylan LFilXF:YXbfBasYXFilMapFb=LranFL
31 30 3adant1 YALFilXF:YXbfBasYXFilMapFb=LranFL
32 31 rexlimdv YALFilXF:YXbfBasYXFilMapFb=LranFL
33 9 32 sylbid YALFilXF:YXLranXFilMapFranFL
34 simpl2 YALFilXF:YXranFLLFilX
35 filelss LFilXtLtX
36 35 ex LFilXtLtX
37 34 36 syl YALFilXF:YXranFLtLtX
38 simpr YALFilXF:YXranFLtLtL
39 eqidd YALFilXF:YXranFLtLF-1t=F-1t
40 imaeq2 x=tF-1x=F-1t
41 40 rspceeqv tLF-1t=F-1txLF-1t=F-1x
42 38 39 41 syl2anc YALFilXF:YXranFLtLxLF-1t=F-1x
43 simpl1 YALFilXF:YXranFLYA
44 cnvimass F-1tdomF
45 fdm F:YXdomF=Y
46 44 45 sseqtrid F:YXF-1tY
47 46 3ad2ant3 YALFilXF:YXF-1tY
48 47 adantr YALFilXF:YXranFLF-1tY
49 43 48 ssexd YALFilXF:YXranFLF-1tV
50 eqid xLF-1x=xLF-1x
51 50 elrnmpt F-1tVF-1tranxLF-1xxLF-1t=F-1x
52 49 51 syl YALFilXF:YXranFLF-1tranxLF-1xxLF-1t=F-1x
53 52 adantr YALFilXF:YXranFLtLF-1tranxLF-1xxLF-1t=F-1x
54 42 53 mpbird YALFilXF:YXranFLtLF-1tranxLF-1x
55 ssid F-1tF-1t
56 ffun F:YXFunF
57 56 3ad2ant3 YALFilXF:YXFunF
58 57 ad2antrr YALFilXF:YXranFLtLFunF
59 funimass3 FunFF-1tdomFFF-1ttF-1tF-1t
60 58 44 59 sylancl YALFilXF:YXranFLtLFF-1ttF-1tF-1t
61 55 60 mpbiri YALFilXF:YXranFLtLFF-1tt
62 imaeq2 s=F-1tFs=FF-1t
63 62 sseq1d s=F-1tFstFF-1tt
64 63 rspcev F-1tranxLF-1xFF-1ttsranxLF-1xFst
65 54 61 64 syl2anc YALFilXF:YXranFLtLsranxLF-1xFst
66 65 ex YALFilXF:YXranFLtLsranxLF-1xFst
67 37 66 jcad YALFilXF:YXranFLtLtXsranxLF-1xFst
68 34 adantr YALFilXF:YXranFLsranxLF-1xFsttXLFilX
69 50 elrnmpt sVsranxLF-1xxLs=F-1x
70 69 elv sranxLF-1xxLs=F-1x
71 ssid F-1xF-1x
72 57 ad3antrrr YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXFunF
73 cnvimass F-1xdomF
74 funimass3 FunFF-1xdomFFF-1xxF-1xF-1x
75 72 73 74 sylancl YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXFF-1xxF-1xF-1x
76 71 75 mpbiri YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXFF-1xx
77 imassrn FF-1xranF
78 ssin FF-1xxFF-1xranFFF-1xxranF
79 76 77 78 sylanblc YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXFF-1xxranF
80 elin zxranFzxzranF
81 fvelrnb FFnYzranFyYFy=z
82 10 81 syl F:YXzranFyYFy=z
83 82 3ad2ant3 YALFilXF:YXzranFyYFy=z
84 83 ad3antrrr YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXzranFyYFy=z
85 72 ad2antrr YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFyxFunF
86 85 73 jctir YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFyxFunFF-1xdomF
87 57 ad2antrr YALFilXF:YXranFLxLFunF
88 87 ad2antrr YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFunF
89 45 3ad2ant3 YALFilXF:YXdomF=Y
90 89 ad3antrrr YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXdomF=Y
91 90 eleq2d YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXydomFyY
92 91 biimpar YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYydomF
93 fvimacnv FunFydomFFyxyF-1x
94 88 92 93 syl2anc YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFyxyF-1x
95 94 biimpa YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFyxyF-1x
96 funfvima2 FunFF-1xdomFyF-1xFyFF-1x
97 86 95 96 sylc YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFyxFyFF-1x
98 97 ex YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFyxFyFF-1x
99 eleq1 Fy=zFyxzx
100 eleq1 Fy=zFyFF-1xzFF-1x
101 99 100 imbi12d Fy=zFyxFyFF-1xzxzFF-1x
102 98 101 syl5ibcom YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFy=zzxzFF-1x
103 102 rexlimdva YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXyYFy=zzxzFF-1x
104 84 103 sylbid YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXzranFzxzFF-1x
105 104 impcomd YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXzxzranFzFF-1x
106 80 105 biimtrid YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXzxranFzFF-1x
107 106 ssrdv YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXxranFFF-1x
108 79 107 eqssd YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXFF-1x=xranF
109 filin LFilXxLranFLxranFL
110 109 3exp LFilXxLranFLxranFL
111 110 com23 LFilXranFLxLxranFL
112 111 3ad2ant2 YALFilXF:YXranFLxLxranFL
113 112 imp31 YALFilXF:YXranFLxLxranFL
114 113 adantr YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXxranFL
115 108 114 eqeltrd YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXFF-1xL
116 115 exp32 YALFilXF:YXranFLxLFF-1xttXFF-1xL
117 imaeq2 s=F-1xFs=FF-1x
118 117 sseq1d s=F-1xFstFF-1xt
119 117 eleq1d s=F-1xFsLFF-1xL
120 119 imbi2d s=F-1xtXFsLtXFF-1xL
121 118 120 imbi12d s=F-1xFsttXFsLFF-1xttXFF-1xL
122 116 121 syl5ibrcom YALFilXF:YXranFLxLs=F-1xFsttXFsL
123 122 rexlimdva YALFilXF:YXranFLxLs=F-1xFsttXFsL
124 70 123 biimtrid YALFilXF:YXranFLsranxLF-1xFsttXFsL
125 124 imp44 YALFilXF:YXranFLsranxLF-1xFsttXFsL
126 simprr YALFilXF:YXranFLsranxLF-1xFsttXtX
127 simprlr YALFilXF:YXranFLsranxLF-1xFsttXFst
128 filss LFilXFsLtXFsttL
129 68 125 126 127 128 syl13anc YALFilXF:YXranFLsranxLF-1xFsttXtL
130 129 exp44 YALFilXF:YXranFLsranxLF-1xFsttXtL
131 130 rexlimdv YALFilXF:YXranFLsranxLF-1xFsttXtL
132 131 impcomd YALFilXF:YXranFLtXsranxLF-1xFsttL
133 67 132 impbid YALFilXF:YXranFLtLtXsranxLF-1xFst
134 2 adantr YALFilXF:YXranFLXL
135 rnelfmlem YALFilXF:YXranFLranxLF-1xfBasY
136 simpl3 YALFilXF:YXranFLF:YX
137 elfm XLranxLF-1xfBasYF:YXtXFilMapFranxLF-1xtXsranxLF-1xFst
138 134 135 136 137 syl3anc YALFilXF:YXranFLtXFilMapFranxLF-1xtXsranxLF-1xFst
139 133 138 bitr4d YALFilXF:YXranFLtLtXFilMapFranxLF-1x
140 139 eqrdv YALFilXF:YXranFLL=XFilMapFranxLF-1x
141 7 adantr YALFilXF:YXranFLXFilMapFFnfBasY
142 fnfvelrn XFilMapFFnfBasYranxLF-1xfBasYXFilMapFranxLF-1xranXFilMapF
143 141 135 142 syl2anc YALFilXF:YXranFLXFilMapFranxLF-1xranXFilMapF
144 140 143 eqeltrd YALFilXF:YXranFLLranXFilMapF
145 144 ex YALFilXF:YXranFLLranXFilMapF
146 33 145 impbid YALFilXF:YXLranXFilMapFranFL