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Description: Quantifier-free expression saying that a class is a member of an image. (Contributed by Scott Fenton, 8-May-2018)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | elima4 | ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 “ 𝐵 ) ↔ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) ≠ ∅ ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | elex | ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 “ 𝐵 ) → 𝐴 ∈ V ) | |
| 2 | xpeq2 | ⊢ ( { 𝐴 } = ∅ → ( 𝐵 × { 𝐴 } ) = ( 𝐵 × ∅ ) ) | |
| 3 | xp0 | ⊢ ( 𝐵 × ∅ ) = ∅ | |
| 4 | 2 3 | eqtrdi | ⊢ ( { 𝐴 } = ∅ → ( 𝐵 × { 𝐴 } ) = ∅ ) |
| 5 | 4 | ineq2d | ⊢ ( { 𝐴 } = ∅ → ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) = ( 𝑅 ∩ ∅ ) ) |
| 6 | in0 | ⊢ ( 𝑅 ∩ ∅ ) = ∅ | |
| 7 | 5 6 | eqtrdi | ⊢ ( { 𝐴 } = ∅ → ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) = ∅ ) |
| 8 | 7 | necon3i | ⊢ ( ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) ≠ ∅ → { 𝐴 } ≠ ∅ ) |
| 9 | snnzb | ⊢ ( 𝐴 ∈ V ↔ { 𝐴 } ≠ ∅ ) | |
| 10 | 8 9 | sylibr | ⊢ ( ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) ≠ ∅ → 𝐴 ∈ V ) |
| 11 | eleq1 | ⊢ ( 𝑥 = 𝐴 → ( 𝑥 ∈ ( 𝑅 “ 𝐵 ) ↔ 𝐴 ∈ ( 𝑅 “ 𝐵 ) ) ) | |
| 12 | sneq | ⊢ ( 𝑥 = 𝐴 → { 𝑥 } = { 𝐴 } ) | |
| 13 | 12 | xpeq2d | ⊢ ( 𝑥 = 𝐴 → ( 𝐵 × { 𝑥 } ) = ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) |
| 14 | 13 | ineq2d | ⊢ ( 𝑥 = 𝐴 → ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) = ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) ) |
| 15 | 14 | neeq1d | ⊢ ( 𝑥 = 𝐴 → ( ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ≠ ∅ ↔ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) ≠ ∅ ) ) |
| 16 | elin | ⊢ ( 𝑝 ∈ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ↔ ( 𝑝 ∈ 𝑅 ∧ 𝑝 ∈ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ) | |
| 17 | ancom | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ 𝑅 ∧ 𝑝 ∈ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ↔ ( 𝑝 ∈ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) | |
| 18 | elxp | ⊢ ( 𝑝 ∈ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ↔ ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ) | |
| 19 | 18 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝑝 ∈ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ↔ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) |
| 20 | 16 17 19 | 3bitri | ⊢ ( 𝑝 ∈ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ↔ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) |
| 21 | 20 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑝 𝑝 ∈ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ↔ ∃ 𝑝 ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) |
| 22 | anass | ⊢ ( ( ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ↔ ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ) | |
| 23 | 22 | 2exbii | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ↔ ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ) |
| 24 | 19.41vv | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ↔ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) | |
| 25 | 23 24 | bitr3i | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) |
| 26 | 25 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑝 ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ∃ 𝑝 ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) |
| 27 | exrot3 | ⊢ ( ∃ 𝑝 ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ∃ 𝑝 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ) | |
| 28 | 26 27 | bitr3i | ⊢ ( ∃ 𝑝 ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ↔ ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ∃ 𝑝 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ) |
| 29 | opex | ⊢ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ V | |
| 30 | eleq1 | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 → ( 𝑝 ∈ 𝑅 ↔ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) | |
| 31 | 30 | anbi2d | ⊢ ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 → ( ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ↔ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ) |
| 32 | 29 31 | ceqsexv | ⊢ ( ∃ 𝑝 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) |
| 33 | 32 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑧 ∃ 𝑝 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ∃ 𝑧 ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) |
| 34 | anass | ⊢ ( ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ↔ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ ( 𝑧 ∈ { 𝑥 } ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ) | |
| 35 | an12 | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ ( 𝑧 ∈ { 𝑥 } ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑧 ∈ { 𝑥 } ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ) | |
| 36 | velsn | ⊢ ( 𝑧 ∈ { 𝑥 } ↔ 𝑧 = 𝑥 ) | |
| 37 | 36 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ { 𝑥 } ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑧 = 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ) |
| 38 | 34 35 37 | 3bitri | ⊢ ( ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ↔ ( 𝑧 = 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ) |
| 39 | 38 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑧 ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ↔ ∃ 𝑧 ( 𝑧 = 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ) |
| 40 | vex | ⊢ 𝑥 ∈ V | |
| 41 | opeq2 | ⊢ ( 𝑧 = 𝑥 → 〈 𝑦 , 𝑧 〉 = 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ) | |
| 42 | 41 | eleq1d | ⊢ ( 𝑧 = 𝑥 → ( 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ↔ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∈ 𝑅 ) ) |
| 43 | 42 | anbi2d | ⊢ ( 𝑧 = 𝑥 → ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ↔ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∈ 𝑅 ) ) ) |
| 44 | 40 43 | ceqsexv | ⊢ ( ∃ 𝑧 ( 𝑧 = 𝑥 ∧ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∈ 𝑅 ) ) |
| 45 | 33 39 44 | 3bitri | ⊢ ( ∃ 𝑧 ∃ 𝑝 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∈ 𝑅 ) ) |
| 46 | 45 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∃ 𝑧 ∃ 𝑝 ( 𝑝 = 〈 𝑦 , 𝑧 〉 ∧ ( ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ { 𝑥 } ) ∧ 𝑝 ∈ 𝑅 ) ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∈ 𝑅 ) ) |
| 47 | 21 28 46 | 3bitri | ⊢ ( ∃ 𝑝 𝑝 ∈ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∈ 𝑅 ) ) |
| 48 | n0 | ⊢ ( ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ≠ ∅ ↔ ∃ 𝑝 𝑝 ∈ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ) | |
| 49 | 40 | elima3 | ⊢ ( 𝑥 ∈ ( 𝑅 “ 𝐵 ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 〈 𝑦 , 𝑥 〉 ∈ 𝑅 ) ) |
| 50 | 47 48 49 | 3bitr4ri | ⊢ ( 𝑥 ∈ ( 𝑅 “ 𝐵 ) ↔ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝑥 } ) ) ≠ ∅ ) |
| 51 | 11 15 50 | vtoclbg | ⊢ ( 𝐴 ∈ V → ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 “ 𝐵 ) ↔ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) ≠ ∅ ) ) |
| 52 | 1 10 51 | pm5.21nii | ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 “ 𝐵 ) ↔ ( 𝑅 ∩ ( 𝐵 × { 𝐴 } ) ) ≠ ∅ ) |