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Theorem elrfirn

Description: Elementhood in a set of relative finite intersections of an indexed family of sets. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Feb-2015)

Ref Expression
Assertion elrfirn ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B → A ∈ fi ⁡ B ∪ ran ⁡ F ↔ ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin A = B ∩ ⋂ y ∈ v F ⁡ y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frn ⊢ F : I ⟶ 𝒫 B → ran ⁡ F ⊆ 𝒫 B
2 elrfi ⊢ B ∈ V ∧ ran ⁡ F ⊆ 𝒫 B → A ∈ fi ⁡ B ∪ ran ⁡ F ↔ ∃ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin A = B ∩ ⋂ w
3 1 2 sylan2 ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B → A ∈ fi ⁡ B ∪ ran ⁡ F ↔ ∃ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin A = B ∩ ⋂ w
4 imassrn ⊢ F v ⊆ ran ⁡ F
5 pwexg ⊢ B ∈ V → 𝒫 B ∈ V
6 ssexg ⊢ ran ⁡ F ⊆ 𝒫 B ∧ 𝒫 B ∈ V → ran ⁡ F ∈ V
7 1 5 6 syl2anr ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B → ran ⁡ F ∈ V
8 elpw2g ⊢ ran ⁡ F ∈ V → F v ∈ 𝒫 ran ⁡ F ↔ F v ⊆ ran ⁡ F
9 7 8 syl ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B → F v ∈ 𝒫 ran ⁡ F ↔ F v ⊆ ran ⁡ F
10 4 9 mpbiri ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B → F v ∈ 𝒫 ran ⁡ F
11 10 adantr ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → F v ∈ 𝒫 ran ⁡ F
12 ffun ⊢ F : I ⟶ 𝒫 B → Fun ⁡ F
13 12 ad2antlr ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → Fun ⁡ F
14 inss2 ⊢ 𝒫 I ∩ Fin ⊆ Fin
15 14 sseli ⊢ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → v ∈ Fin
16 15 adantl ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → v ∈ Fin
17 imafi ⊢ Fun ⁡ F ∧ v ∈ Fin → F v ∈ Fin
18 13 16 17 syl2anc ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → F v ∈ Fin
19 11 18 elind ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → F v ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin
20 ffn ⊢ F : I ⟶ 𝒫 B → F Fn I
21 20 ad2antlr ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin → F Fn I
22 inss1 ⊢ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin ⊆ 𝒫 ran ⁡ F
23 22 sseli ⊢ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin → w ∈ 𝒫 ran ⁡ F
24 23 elpwid ⊢ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin → w ⊆ ran ⁡ F
25 24 adantl ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin → w ⊆ ran ⁡ F
26 inss2 ⊢ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin ⊆ Fin
27 26 sseli ⊢ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin → w ∈ Fin
28 27 adantl ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin → w ∈ Fin
29 fipreima ⊢ F Fn I ∧ w ⊆ ran ⁡ F ∧ w ∈ Fin → ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin F v = w
30 21 25 28 29 syl3anc ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin → ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin F v = w
31 eqcom ⊢ F v = w ↔ w = F v
32 31 rexbii ⊢ ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin F v = w ↔ ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin w = F v
33 30 32 sylib ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin → ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin w = F v
34 inteq ⊢ w = F v → ⋂ w = ⋂ F v
35 34 ineq2d ⊢ w = F v → B ∩ ⋂ w = B ∩ ⋂ F v
36 35 eqeq2d ⊢ w = F v → A = B ∩ ⋂ w ↔ A = B ∩ ⋂ F v
37 36 adantl ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ w = F v → A = B ∩ ⋂ w ↔ A = B ∩ ⋂ F v
38 19 33 37 rexxfrd ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B → ∃ w ∈ 𝒫 ran ⁡ F ∩ Fin A = B ∩ ⋂ w ↔ ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin A = B ∩ ⋂ F v
39 20 ad2antlr ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → F Fn I
40 inss1 ⊢ 𝒫 I ∩ Fin ⊆ 𝒫 I
41 40 sseli ⊢ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → v ∈ 𝒫 I
42 41 elpwid ⊢ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → v ⊆ I
43 42 adantl ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → v ⊆ I
44 imaiinfv ⊢ F Fn I ∧ v ⊆ I → ⋂ y ∈ v F ⁡ y = ⋂ F v
45 39 43 44 syl2anc ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → ⋂ y ∈ v F ⁡ y = ⋂ F v
46 45 eqcomd ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → ⋂ F v = ⋂ y ∈ v F ⁡ y
47 46 ineq2d ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → B ∩ ⋂ F v = B ∩ ⋂ y ∈ v F ⁡ y
48 47 eqeq2d ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B ∧ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin → A = B ∩ ⋂ F v ↔ A = B ∩ ⋂ y ∈ v F ⁡ y
49 48 rexbidva ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B → ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin A = B ∩ ⋂ F v ↔ ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin A = B ∩ ⋂ y ∈ v F ⁡ y
50 3 38 49 3bitrd ⊢ B ∈ V ∧ F : I ⟶ 𝒫 B → A ∈ fi ⁡ B ∪ ran ⁡ F ↔ ∃ v ∈ 𝒫 I ∩ Fin A = B ∩ ⋂ y ∈ v F ⁡ y