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Theorem suppovss

Description: A bound for the support of an operation. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Jul-2023)

Ref Expression
Hypotheses suppovss.f ⊢ F = x ∈ A , y ∈ B ⟼ C
suppovss.g ⊢ G = x ∈ A ⟼ y ∈ B ⟼ C
suppovss.a ⊢ φ → A ∈ V
suppovss.b ⊢ φ → B ∈ W
suppovss.z ⊢ φ → Z ∈ D
suppovss.1 ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → C ∈ D
Assertion suppovss ⊢ φ → F supp Z ⊆ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 suppovss.f ⊢ F = x ∈ A , y ∈ B ⟼ C
2 suppovss.g ⊢ G = x ∈ A ⟼ y ∈ B ⟼ C
3 suppovss.a ⊢ φ → A ∈ V
4 suppovss.b ⊢ φ → B ∈ W
5 suppovss.z ⊢ φ → Z ∈ D
6 suppovss.1 ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → C ∈ D
7 6 ralrimivva ⊢ φ → ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B C ∈ D
8 1 fmpo ⊢ ∀ x ∈ A ∀ y ∈ B C ∈ D ↔ F : A × B ⟶ D
9 7 8 sylib ⊢ φ → F : A × B ⟶ D
10 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → z = x y
11 10 fveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → F ⁡ z = F ⁡ x y
12 df-ov ⊢ x F y = F ⁡ x y
13 simpllr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G
14 13 eldifad ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → x ∈ A
15 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → y ∈ B
16 simplll ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → φ
17 16 14 15 6 syl12anc ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → C ∈ D
18 1 ovmpt4g ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ C ∈ D → x F y = C
19 14 15 17 18 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → x F y = C
20 12 19 eqtr3id ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → F ⁡ x y = C
21 4 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A → B ∈ W
22 21 mptexd ⊢ φ ∧ x ∈ A → y ∈ B ⟼ C ∈ V
23 22 2 fmptd ⊢ φ → G : A ⟶ V
24 ssidd ⊢ φ → G supp B × Z ⊆ G supp B × Z
25 snex ⊢ Z ∈ V
26 25 a1i ⊢ φ → Z ∈ V
27 4 26 xpexd ⊢ φ → B × Z ∈ V
28 23 24 3 27 suppssr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G → G ⁡ x = B × Z
29 28 fveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G → G ⁡ x ⁡ y = B × Z ⁡ y
30 16 13 29 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → G ⁡ x ⁡ y = B × Z ⁡ y
31 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A → x ∈ A
32 2 fvmpt2 ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ B ⟼ C ∈ V → G ⁡ x = y ∈ B ⟼ C
33 31 22 32 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x = y ∈ B ⟼ C
34 6 anassrs ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → C ∈ D
35 33 34 fvmpt2d ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → G ⁡ x ⁡ y = C
36 16 14 15 35 syl21anc ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → G ⁡ x ⁡ y = C
37 16 5 syl ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → Z ∈ D
38 fvconst2g ⊢ Z ∈ D ∧ y ∈ B → B × Z ⁡ y = Z
39 37 15 38 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → B × Z ⁡ y = Z
40 30 36 39 3eqtr3d ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → C = Z
41 11 20 40 3eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → F ⁡ z = Z
42 41 adantl3r ⊢ φ ∧ z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B ∧ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∧ y ∈ B ∧ z = x y → F ⁡ z = Z
43 elxp2 ⊢ z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B ↔ ∃ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∃ y ∈ B z = x y
44 43 bilani ⊢ φ ∧ z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B → ∃ x ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G ∃ y ∈ B z = x y
45 42 44 r19.29vva ⊢ φ ∧ z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B → F ⁡ z = Z
46 45 adantlr ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B → F ⁡ z = Z
47 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → z = x y
48 47 fveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → F ⁡ z = F ⁡ x y
49 simpllr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → x ∈ A
50 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
51 50 eldifad ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → y ∈ B
52 simplll ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → φ
53 52 49 51 6 syl12anc ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → C ∈ D
54 49 51 53 18 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → x F y = C
55 12 54 eqtr3id ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → F ⁡ x y = C
56 52 49 51 35 syl21anc ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → G ⁡ x ⁡ y = C
57 fvexd ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → G ⁡ x ⁡ y ∈ V
58 34 33 57 fmpt2d ⊢ φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x : B ⟶ V
59 ssiun2 ⊢ x ∈ A → G ⁡ x supp Z ⊆ ⋃ x ∈ A supp Z⁡ G ⁡ x
60 59 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x supp Z ⊆ ⋃ x ∈ A supp Z⁡ G ⁡ x
61 fveq2 ⊢ x = k → G ⁡ x = G ⁡ k
62 61 oveq1d ⊢ x = k → G ⁡ x supp Z = G ⁡ k supp Z
63 62 cbviunv ⊢ ⋃ x ∈ A supp Z⁡ G ⁡ x = ⋃ k ∈ A supp Z⁡ G ⁡ k
64 60 63 sseqtrdi ⊢ φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x supp Z ⊆ ⋃ k ∈ A supp Z⁡ G ⁡ k
65 simpl ⊢ φ ∧ k ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G → φ
66 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G → k ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G
67 66 eldifad ⊢ φ ∧ k ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G → k ∈ A
68 23 24 3 27 suppssr ⊢ φ ∧ k ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G → G ⁡ k = B × Z
69 eleq1w ⊢ x = k → x ∈ A ↔ k ∈ A
70 69 anbi2d ⊢ x = k → φ ∧ x ∈ A ↔ φ ∧ k ∈ A
71 61 fneq1d ⊢ x = k → G ⁡ x Fn B ↔ G ⁡ k Fn B
72 70 71 imbi12d ⊢ x = k → φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x Fn B ↔ φ ∧ k ∈ A → G ⁡ k Fn B
73 58 ffnd ⊢ φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x Fn B
74 72 73 chvarvv ⊢ φ ∧ k ∈ A → G ⁡ k Fn B
75 4 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ A → B ∈ W
76 5 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ A → Z ∈ D
77 fnsuppeq0 ⊢ G ⁡ k Fn B ∧ B ∈ W ∧ Z ∈ D → G ⁡ k supp Z = ∅ ↔ G ⁡ k = B × Z
78 74 75 76 77 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ A → G ⁡ k supp Z = ∅ ↔ G ⁡ k = B × Z
79 78 biimpar ⊢ φ ∧ k ∈ A ∧ G ⁡ k = B × Z → G ⁡ k supp Z = ∅
80 65 67 68 79 syl21anc ⊢ φ ∧ k ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G → G ⁡ k supp Z = ∅
81 80 ralrimiva ⊢ φ → ∀ k ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G G ⁡ k supp Z = ∅
82 nfcv ⊢ Ⅎ _ k A ∖ supp B × Z ⁡ G
83 82 iunxdif3 ⊢ ∀ k ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G G ⁡ k supp Z = ∅ → ⋃ k ∈ A ∖ A ∖ supp B × Z ⁡ G supp Z⁡ G ⁡ k = ⋃ k ∈ A supp Z⁡ G ⁡ k
84 81 83 syl ⊢ φ → ⋃ k ∈ A ∖ A ∖ supp B × Z ⁡ G supp Z⁡ G ⁡ k = ⋃ k ∈ A supp Z⁡ G ⁡ k
85 dfin4 ⊢ A ∩ supp B × Z ⁡ G = A ∖ A ∖ supp B × Z ⁡ G
86 suppssdm ⊢ G supp B × Z ⊆ dom ⁡ G
87 86 23 fssdm ⊢ φ → G supp B × Z ⊆ A
88 sseqin2 ⊢ G supp B × Z ⊆ A ↔ A ∩ supp B × Z ⁡ G = G supp B × Z
89 87 88 sylib ⊢ φ → A ∩ supp B × Z ⁡ G = G supp B × Z
90 85 89 eqtr3id ⊢ φ → A ∖ A ∖ supp B × Z ⁡ G = G supp B × Z
91 90 iuneq1d ⊢ φ → ⋃ k ∈ A ∖ A ∖ supp B × Z ⁡ G supp Z⁡ G ⁡ k = ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
92 84 91 eqtr3d ⊢ φ → ⋃ k ∈ A supp Z⁡ G ⁡ k = ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
93 92 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A → ⋃ k ∈ A supp Z⁡ G ⁡ k = ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
94 64 93 sseqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ A → G ⁡ x supp Z ⊆ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
95 5 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A → Z ∈ D
96 58 94 21 95 suppssr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k → G ⁡ x ⁡ y = Z
97 96 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → G ⁡ x ⁡ y = Z
98 56 97 eqtr3d ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → C = Z
99 48 55 98 3eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → F ⁡ z = Z
100 99 adantl3r ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z = x y → F ⁡ z = Z
101 elxp2 ⊢ z ∈ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ↔ ∃ x ∈ A ∃ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k z = x y
102 101 bilani ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k → ∃ x ∈ A ∃ y ∈ B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k z = x y
103 100 102 r19.29vva ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k → F ⁡ z = Z
104 103 adantlr ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ∧ z ∈ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k → F ⁡ z = Z
105 simpr ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k → z ∈ A × B ∖ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
106 difxp ⊢ A × B ∖ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k = A ∖ supp B × Z ⁡ G × B ∪ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
107 105 106 eleqtrdi ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k → z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B ∪ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
108 elun ⊢ z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B ∪ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k ↔ z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B ∨ z ∈ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
109 107 108 sylib ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k → z ∈ A ∖ supp B × Z ⁡ G × B ∨ z ∈ A × B ∖ ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k
110 46 104 109 mpjaodan ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∖ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k → F ⁡ z = Z
111 9 110 suppss ⊢ φ → F supp Z ⊆ supp B × Z ⁡ G × ⋃ k ∈ G supp B × Z supp Z⁡ G ⁡ k