This is an inofficial mirror of http://metamath.tirix.org for personal testing of a visualizer extension only.
Description: A function maps a singleton to a singleton iff it is the singleton of an ordered pair. (Contributed by NM, 10-Dec-2003)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | fsn.1 | ⊢ 𝐴 ∈ V | |
| fsn.2 | ⊢ 𝐵 ∈ V | ||
| Assertion | fsn | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } ↔ 𝐹 = { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | fsn.1 | ⊢ 𝐴 ∈ V | |
| 2 | fsn.2 | ⊢ 𝐵 ∈ V | |
| 3 | opelf | ⊢ ( ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } ∧ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) → ( 𝑥 ∈ { 𝐴 } ∧ 𝑦 ∈ { 𝐵 } ) ) | |
| 4 | velsn | ⊢ ( 𝑥 ∈ { 𝐴 } ↔ 𝑥 = 𝐴 ) | |
| 5 | velsn | ⊢ ( 𝑦 ∈ { 𝐵 } ↔ 𝑦 = 𝐵 ) | |
| 6 | 4 5 | anbi12i | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ { 𝐴 } ∧ 𝑦 ∈ { 𝐵 } ) ↔ ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ) |
| 7 | 3 6 | sylib | ⊢ ( ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } ∧ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) → ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ) |
| 8 | 7 | ex | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 → ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ) ) |
| 9 | 1 | snid | ⊢ 𝐴 ∈ { 𝐴 } |
| 10 | feu | ⊢ ( ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } ∧ 𝐴 ∈ { 𝐴 } ) → ∃! 𝑦 ∈ { 𝐵 } 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) | |
| 11 | 9 10 | mpan2 | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → ∃! 𝑦 ∈ { 𝐵 } 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) |
| 12 | 5 | anbi1i | ⊢ ( ( 𝑦 ∈ { 𝐵 } ∧ 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) ↔ ( 𝑦 = 𝐵 ∧ 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 13 | opeq2 | ⊢ ( 𝑦 = 𝐵 → 〈 𝐴 , 𝑦 〉 = 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ) | |
| 14 | 13 | eleq1d | ⊢ ( 𝑦 = 𝐵 → ( 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ↔ 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 15 | 14 | pm5.32i | ⊢ ( ( 𝑦 = 𝐵 ∧ 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) ↔ ( 𝑦 = 𝐵 ∧ 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 16 | 15 | biancomi | ⊢ ( ( 𝑦 = 𝐵 ∧ 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) ↔ ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ) |
| 17 | 12 16 | bitr2i | ⊢ ( ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ↔ ( 𝑦 ∈ { 𝐵 } ∧ 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 18 | 17 | eubii | ⊢ ( ∃! 𝑦 ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ↔ ∃! 𝑦 ( 𝑦 ∈ { 𝐵 } ∧ 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 19 | 2 | eueqi | ⊢ ∃! 𝑦 𝑦 = 𝐵 |
| 20 | 19 | biantru | ⊢ ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ↔ ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ∧ ∃! 𝑦 𝑦 = 𝐵 ) ) |
| 21 | euanv | ⊢ ( ∃! 𝑦 ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ↔ ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ∧ ∃! 𝑦 𝑦 = 𝐵 ) ) | |
| 22 | 20 21 | bitr4i | ⊢ ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ↔ ∃! 𝑦 ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ) |
| 23 | df-reu | ⊢ ( ∃! 𝑦 ∈ { 𝐵 } 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ↔ ∃! 𝑦 ( 𝑦 ∈ { 𝐵 } ∧ 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) ) | |
| 24 | 18 22 23 | 3bitr4i | ⊢ ( 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ↔ ∃! 𝑦 ∈ { 𝐵 } 〈 𝐴 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) |
| 25 | 11 24 | sylibr | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ) |
| 26 | opeq12 | ⊢ ( ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ) | |
| 27 | 26 | eleq1d | ⊢ ( ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ↔ 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 28 | 25 27 | syl5ibrcom | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → ( ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 29 | 8 28 | impbid | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ↔ ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ) ) |
| 30 | opex | ⊢ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ V | |
| 31 | 30 | elsn | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ) |
| 32 | 1 2 | opth2 | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ↔ ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ) |
| 33 | 31 32 | bitr2i | ⊢ ( ( 𝑥 = 𝐴 ∧ 𝑦 = 𝐵 ) ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) |
| 34 | 29 33 | bitrdi | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) ) |
| 35 | 34 | alrimivv | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) ) |
| 36 | frel | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → Rel 𝐹 ) | |
| 37 | 1 2 | relsnop | ⊢ Rel { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } |
| 38 | eqrel | ⊢ ( ( Rel 𝐹 ∧ Rel { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) → ( 𝐹 = { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ↔ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) ) ) | |
| 39 | 36 37 38 | sylancl | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → ( 𝐹 = { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ↔ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐹 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) ) ) |
| 40 | 35 39 | mpbird | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } → 𝐹 = { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) |
| 41 | 1 2 | f1osn | ⊢ { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } : { 𝐴 } –1-1-onto→ { 𝐵 } |
| 42 | f1oeq1 | ⊢ ( 𝐹 = { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } → ( 𝐹 : { 𝐴 } –1-1-onto→ { 𝐵 } ↔ { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } : { 𝐴 } –1-1-onto→ { 𝐵 } ) ) | |
| 43 | 41 42 | mpbiri | ⊢ ( 𝐹 = { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } → 𝐹 : { 𝐴 } –1-1-onto→ { 𝐵 } ) |
| 44 | f1of | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } –1-1-onto→ { 𝐵 } → 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } ) | |
| 45 | 43 44 | syl | ⊢ ( 𝐹 = { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } → 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } ) |
| 46 | 40 45 | impbii | ⊢ ( 𝐹 : { 𝐴 } ⟶ { 𝐵 } ↔ 𝐹 = { 〈 𝐴 , 𝐵 〉 } ) |