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Description: Membership in a Cartesian product with a singleton. (Contributed by Thierry Arnoux, 10-Apr-2020) (Proof shortened by JJ, 14-Jul-2021)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | elsnxp | ⊢ ( 𝑋 ∈ 𝑉 → ( 𝑍 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ↔ ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | elxp | ⊢ ( 𝑍 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ↔ ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) ) | |
| 2 | df-rex | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) | |
| 3 | an13 | ⊢ ( ( 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) ↔ ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) | |
| 4 | 3 | exbii | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑦 ∈ 𝐴 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) ) |
| 5 | 2 4 | bitr4i | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ↔ ∃ 𝑦 ( 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) ) |
| 6 | elsni | ⊢ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } → 𝑥 = 𝑋 ) | |
| 7 | 6 | opeq1d | ⊢ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) |
| 8 | 7 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } → ( 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ↔ 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) ) |
| 9 | 8 | biimpa | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) |
| 10 | 9 | reximi | ⊢ ( ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) |
| 11 | 5 10 | sylbir | ⊢ ( ∃ 𝑦 ( 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) → ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) |
| 12 | 11 | exlimiv | ⊢ ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝑍 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∧ ( 𝑥 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) ) → ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) |
| 13 | 1 12 | sylbi | ⊢ ( 𝑍 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) → ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) |
| 14 | snidg | ⊢ ( 𝑋 ∈ 𝑉 → 𝑋 ∈ { 𝑋 } ) | |
| 15 | opelxpi | ⊢ ( ( 𝑋 ∈ { 𝑋 } ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) → 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ) | |
| 16 | 14 15 | sylan | ⊢ ( ( 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) → 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ) |
| 17 | eleq1 | ⊢ ( 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 → ( 𝑍 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ↔ 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ) ) | |
| 18 | 16 17 | syl5ibrcom | ⊢ ( ( 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴 ) → ( 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 → 𝑍 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ) ) |
| 19 | 18 | rexlimdva | ⊢ ( 𝑋 ∈ 𝑉 → ( ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 → 𝑍 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ) ) |
| 20 | 13 19 | impbid2 | ⊢ ( 𝑋 ∈ 𝑉 → ( 𝑍 ∈ ( { 𝑋 } × 𝐴 ) ↔ ∃ 𝑦 ∈ 𝐴 𝑍 = 〈 𝑋 , 𝑦 〉 ) ) |