Metamath Proof Explorer


Theorem sprsymrelf1lem

Description: Lemma for sprsymrelf1 . (Contributed by AV, 22-Nov-2021)

Ref Expression
Assertion sprsymrelf1lem ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) → ( { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } → 𝑎𝑏 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prssspr ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑝𝑎 ) → ∃ 𝑖𝑉𝑗𝑉 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } )
2 1 ad4ant14 ( ( ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ∧ 𝑝𝑎 ) → ∃ 𝑖𝑉𝑗𝑉 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } )
3 simpr ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } )
4 3 adantr ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } )
5 4 eleq1d ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → ( 𝑝𝑎 ↔ { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 ) )
6 simpr ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 ) → { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 )
7 eqeq1 ( 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } → ( 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ↔ { 𝑖 , 𝑗 } = { 𝑖 , 𝑗 } ) )
8 7 adantl ( ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 ) ∧ 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → ( 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ↔ { 𝑖 , 𝑗 } = { 𝑖 , 𝑗 } ) )
9 eqidd ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 ) → { 𝑖 , 𝑗 } = { 𝑖 , 𝑗 } )
10 6 8 9 rspcedvd ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 ) → ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } )
11 10 adantlr ( ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) ∧ { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 ) → ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } )
12 preq12 ( ( 𝑥 = 𝑖𝑦 = 𝑗 ) → { 𝑥 , 𝑦 } = { 𝑖 , 𝑗 } )
13 12 eqeq2d ( ( 𝑥 = 𝑖𝑦 = 𝑗 ) → ( 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } ↔ 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) )
14 13 rexbidv ( ( 𝑥 = 𝑖𝑦 = 𝑗 ) → ( ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } ↔ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) )
15 14 opelopabga ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) → ( ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ↔ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) )
16 15 bicomd ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) → ( ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ↔ ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) )
17 16 ad3antrrr ( ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) ∧ { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 ) → ( ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ↔ ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) )
18 11 17 mpbid ( ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) ∧ { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 ) → ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } )
19 18 ex ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → ( { 𝑖 , 𝑗 } ∈ 𝑎 → ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) )
20 5 19 sylbid ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → ( 𝑝𝑎 → ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) )
21 eleq2 ( { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } → ( ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ↔ ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) )
22 21 ad2antll ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → ( ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ↔ ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) )
23 13 rexbidv ( ( 𝑥 = 𝑖𝑦 = 𝑗 ) → ( ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } ↔ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) )
24 23 opelopabga ( ( 𝑖 ∈ V ∧ 𝑗 ∈ V ) → ( ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ↔ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) )
25 24 el2v ( ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ↔ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } )
26 eqtr3 ( ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ∧ 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → 𝑝 = 𝑐 )
27 26 equcomd ( ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ∧ 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → 𝑐 = 𝑝 )
28 27 eleq1d ( ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ∧ 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → ( 𝑐𝑏𝑝𝑏 ) )
29 28 biimpd ( ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ∧ 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → ( 𝑐𝑏𝑝𝑏 ) )
30 29 ex ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } → ( 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } → ( 𝑐𝑏𝑝𝑏 ) ) )
31 30 com13 ( 𝑐𝑏 → ( 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } → ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } → 𝑝𝑏 ) ) )
32 31 imp ( ( 𝑐𝑏𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } → 𝑝𝑏 ) )
33 32 rexlimiva ( ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } → ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } → 𝑝𝑏 ) )
34 33 com12 ( 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } → ( ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } → 𝑝𝑏 ) )
35 34 adantl ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → ( ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } → 𝑝𝑏 ) )
36 35 adantr ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → ( ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑖 , 𝑗 } → 𝑝𝑏 ) )
37 25 36 syl5bi ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → ( ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } → 𝑝𝑏 ) )
38 22 37 sylbid ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → ( ⟨ 𝑖 , 𝑗 ⟩ ∈ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } → 𝑝𝑏 ) )
39 20 38 syld ( ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) ∧ ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ) → ( 𝑝𝑎𝑝𝑏 ) )
40 39 expimpd ( ( ( 𝑖𝑉𝑗𝑉 ) ∧ 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } ) → ( ( ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ∧ 𝑝𝑎 ) → 𝑝𝑏 ) )
41 40 rexlimdva2 ( 𝑖𝑉 → ( ∃ 𝑗𝑉 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } → ( ( ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ∧ 𝑝𝑎 ) → 𝑝𝑏 ) ) )
42 41 rexlimiv ( ∃ 𝑖𝑉𝑗𝑉 𝑝 = { 𝑖 , 𝑗 } → ( ( ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ∧ 𝑝𝑎 ) → 𝑝𝑏 ) )
43 2 42 mpcom ( ( ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) ∧ 𝑝𝑎 ) → 𝑝𝑏 )
44 43 ex ( ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) → ( 𝑝𝑎𝑝𝑏 ) )
45 44 ssrdv ( ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) ∧ { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } ) → 𝑎𝑏 )
46 45 ex ( ( 𝑎 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ∧ 𝑏 ⊆ ( Pairs ‘ 𝑉 ) ) → ( { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑎 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } = { ⟨ 𝑥 , 𝑦 ⟩ ∣ ∃ 𝑐𝑏 𝑐 = { 𝑥 , 𝑦 } } → 𝑎𝑏 ) )