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Theorem indexfi

Description: If for every element of a finite indexing set A there exists a corresponding element of another set B , then there exists a finite subset of B consisting only of those elements which are indexed by A . Proven without the Axiom of Choice, unlike indexdom . (Contributed by Jeff Madsen, 2-Sep-2009) (Proof shortened by Mario Carneiro, 12-Sep-2015)

Ref Expression
Assertion indexfi A Fin B M x A y B φ c Fin c B x A y c φ y c x A φ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nfv z φ
2 nfsbc1v y [˙z / y]˙ φ
3 sbceq1a y = z φ [˙z / y]˙ φ
4 1 2 3 cbvrexw y B φ z B [˙z / y]˙ φ
5 4 ralbii x A y B φ x A z B [˙z / y]˙ φ
6 dfsbcq z = f x [˙z / y]˙ φ [˙ f x / y]˙ φ
7 6 ac6sfi A Fin x A z B [˙z / y]˙ φ f f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ
8 5 7 sylan2b A Fin x A y B φ f f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ
9 simpll A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ A Fin
10 ffn f : A B f Fn A
11 10 ad2antrl A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ f Fn A
12 dffn4 f Fn A f : A onto ran f
13 11 12 sylib A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ f : A onto ran f
14 fofi A Fin f : A onto ran f ran f Fin
15 9 13 14 syl2anc A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ ran f Fin
16 frn f : A B ran f B
17 16 ad2antrl A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ ran f B
18 fnfvelrn f Fn A x A f x ran f
19 10 18 sylan f : A B x A f x ran f
20 rspesbca f x ran f [˙ f x / y]˙ φ y ran f φ
21 20 ex f x ran f [˙ f x / y]˙ φ y ran f φ
22 19 21 syl f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ y ran f φ
23 22 ralimdva f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ x A y ran f φ
24 23 imp f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ x A y ran f φ
25 24 adantl A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ x A y ran f φ
26 simpr A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ w A w A
27 simprr A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ x A [˙ f x / y]˙ φ
28 nfv w [˙ f x / y]˙ φ
29 nfsbc1v x [˙w / x]˙ [˙ f w / y]˙ φ
30 fveq2 x = w f x = f w
31 30 sbceq1d x = w [˙ f x / y]˙ φ [˙ f w / y]˙ φ
32 sbceq1a x = w [˙ f w / y]˙ φ [˙w / x]˙ [˙ f w / y]˙ φ
33 31 32 bitrd x = w [˙ f x / y]˙ φ [˙w / x]˙ [˙ f w / y]˙ φ
34 28 29 33 cbvralw x A [˙ f x / y]˙ φ w A [˙w / x]˙ [˙ f w / y]˙ φ
35 27 34 sylib A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ w A [˙w / x]˙ [˙ f w / y]˙ φ
36 35 r19.21bi A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ w A [˙w / x]˙ [˙ f w / y]˙ φ
37 rspesbca w A [˙w / x]˙ [˙ f w / y]˙ φ x A [˙ f w / y]˙ φ
38 26 36 37 syl2anc A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ w A x A [˙ f w / y]˙ φ
39 38 ralrimiva A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ w A x A [˙ f w / y]˙ φ
40 dfsbcq z = f w [˙z / y]˙ φ [˙ f w / y]˙ φ
41 40 rexbidv z = f w x A [˙z / y]˙ φ x A [˙ f w / y]˙ φ
42 41 ralrn f Fn A z ran f x A [˙z / y]˙ φ w A x A [˙ f w / y]˙ φ
43 11 42 syl A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ z ran f x A [˙z / y]˙ φ w A x A [˙ f w / y]˙ φ
44 39 43 mpbird A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ z ran f x A [˙z / y]˙ φ
45 nfv z x A φ
46 nfcv _ y A
47 46 2 nfrex y x A [˙z / y]˙ φ
48 3 rexbidv y = z x A φ x A [˙z / y]˙ φ
49 45 47 48 cbvralw y ran f x A φ z ran f x A [˙z / y]˙ φ
50 44 49 sylibr A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ y ran f x A φ
51 sseq1 c = ran f c B ran f B
52 rexeq c = ran f y c φ y ran f φ
53 52 ralbidv c = ran f x A y c φ x A y ran f φ
54 raleq c = ran f y c x A φ y ran f x A φ
55 51 53 54 3anbi123d c = ran f c B x A y c φ y c x A φ ran f B x A y ran f φ y ran f x A φ
56 55 rspcev ran f Fin ran f B x A y ran f φ y ran f x A φ c Fin c B x A y c φ y c x A φ
57 15 17 25 50 56 syl13anc A Fin x A y B φ f : A B x A [˙ f x / y]˙ φ c Fin c B x A y c φ y c x A φ
58 8 57 exlimddv A Fin x A y B φ c Fin c B x A y c φ y c x A φ
59 58 3adant2 A Fin B M x A y B φ c Fin c B x A y c φ y c x A φ