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Description: A function is equinumerous to its domain. Exercise 4 of Suppes p. 98. (Contributed by NM, 28-Jul-2004) (Revised by Mario Carneiro, 15-Nov-2014)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypothesis | fundmen.1 | ⊢ 𝐹 ∈ V | |
| Assertion | fundmen | ⊢ ( Fun 𝐹 → dom 𝐹 ≈ 𝐹 ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | fundmen.1 | ⊢ 𝐹 ∈ V | |
| 2 | 1 | dmex | ⊢ dom 𝐹 ∈ V |
| 3 | 2 | a1i | ⊢ ( Fun 𝐹 → dom 𝐹 ∈ V ) |
| 4 | 1 | a1i | ⊢ ( Fun 𝐹 → 𝐹 ∈ V ) |
| 5 | funfvop | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑥 ∈ dom 𝐹 ) → 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ∈ 𝐹 ) | |
| 6 | 5 | ex | ⊢ ( Fun 𝐹 → ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 → 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 7 | funrel | ⊢ ( Fun 𝐹 → Rel 𝐹 ) | |
| 8 | elreldm | ⊢ ( ( Rel 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) → ∩ ∩ 𝑦 ∈ dom 𝐹 ) | |
| 9 | 8 | ex | ⊢ ( Rel 𝐹 → ( 𝑦 ∈ 𝐹 → ∩ ∩ 𝑦 ∈ dom 𝐹 ) ) |
| 10 | 7 9 | syl | ⊢ ( Fun 𝐹 → ( 𝑦 ∈ 𝐹 → ∩ ∩ 𝑦 ∈ dom 𝐹 ) ) |
| 11 | df-rel | ⊢ ( Rel 𝐹 ↔ 𝐹 ⊆ ( V × V ) ) | |
| 12 | 7 11 | sylib | ⊢ ( Fun 𝐹 → 𝐹 ⊆ ( V × V ) ) |
| 13 | 12 | sselda | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) → 𝑦 ∈ ( V × V ) ) |
| 14 | elvv | ⊢ ( 𝑦 ∈ ( V × V ) ↔ ∃ 𝑧 ∃ 𝑤 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) | |
| 15 | 13 14 | sylib | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) → ∃ 𝑧 ∃ 𝑤 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) |
| 16 | inteq | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ∩ 𝑦 = ∩ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) | |
| 17 | 16 | inteqd | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ∩ ∩ 𝑦 = ∩ ∩ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) |
| 18 | vex | ⊢ 𝑧 ∈ V | |
| 19 | vex | ⊢ 𝑤 ∈ V | |
| 20 | 18 19 | op1stb | ⊢ ∩ ∩ 〈 𝑧 , 𝑤 〉 = 𝑧 |
| 21 | 17 20 | eqtrdi | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ∩ ∩ 𝑦 = 𝑧 ) |
| 22 | eqeq1 | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( 𝑥 = 𝑧 ↔ ∩ ∩ 𝑦 = 𝑧 ) ) | |
| 23 | 21 22 | imbitrrid | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → 𝑥 = 𝑧 ) ) |
| 24 | opeq1 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑧 → 〈 𝑥 , 𝑤 〉 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) | |
| 25 | 23 24 | syl6 | ⊢ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → 〈 𝑥 , 𝑤 〉 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) ) |
| 26 | 25 | imp | ⊢ ( ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) → 〈 𝑥 , 𝑤 〉 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) |
| 27 | eqeq2 | ⊢ ( 〈 𝑥 , 𝑤 〉 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ( 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ↔ 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) ) | |
| 28 | 27 | biimprcd | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ( 〈 𝑥 , 𝑤 〉 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ) ) |
| 29 | 28 | adantl | ⊢ ( ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) → ( 〈 𝑥 , 𝑤 〉 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ) ) |
| 30 | 26 29 | mpd | ⊢ ( ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) → 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ) |
| 31 | 30 | ancoms | ⊢ ( ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) → 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ) |
| 32 | 31 | adantl | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ) → 𝑦 = 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ) |
| 33 | 30 | eleq1d | ⊢ ( ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) → ( 𝑦 ∈ 𝐹 ↔ 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 34 | 33 | adantl | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) ) → ( 𝑦 ∈ 𝐹 ↔ 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ∈ 𝐹 ) ) |
| 35 | funopfv | ⊢ ( Fun 𝐹 → ( 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ∈ 𝐹 → ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) = 𝑤 ) ) | |
| 36 | 35 | adantr | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) ) → ( 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ∈ 𝐹 → ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) = 𝑤 ) ) |
| 37 | 34 36 | sylbid | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ∧ 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ) ) → ( 𝑦 ∈ 𝐹 → ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) = 𝑤 ) ) |
| 38 | 37 | exp32 | ⊢ ( Fun 𝐹 → ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ( 𝑦 ∈ 𝐹 → ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) = 𝑤 ) ) ) ) |
| 39 | 38 | com24 | ⊢ ( Fun 𝐹 → ( 𝑦 ∈ 𝐹 → ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) = 𝑤 ) ) ) ) |
| 40 | 39 | imp43 | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ) → ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) = 𝑤 ) |
| 41 | 40 | opeq2d | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ) → 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 = 〈 𝑥 , 𝑤 〉 ) |
| 42 | 32 41 | eqtr4d | ⊢ ( ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) ∧ ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∧ 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) ) → 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) |
| 43 | 42 | exp32 | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) → ( 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) ) ) |
| 44 | 43 | exlimdvv | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) → ( ∃ 𝑧 ∃ 𝑤 𝑦 = 〈 𝑧 , 𝑤 〉 → ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) ) ) |
| 45 | 15 44 | mpd | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) → ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) ) |
| 46 | 45 | adantrl | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) ) → ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 → 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) ) |
| 47 | inteq | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 → ∩ 𝑦 = ∩ 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) | |
| 48 | 47 | inteqd | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 → ∩ ∩ 𝑦 = ∩ ∩ 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) |
| 49 | vex | ⊢ 𝑥 ∈ V | |
| 50 | fvex | ⊢ ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ V | |
| 51 | 49 50 | op1stb | ⊢ ∩ ∩ 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 = 𝑥 |
| 52 | 48 51 | eqtr2di | ⊢ ( 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 → 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ) |
| 53 | 46 52 | impbid1 | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) ) → ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ↔ 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) ) |
| 54 | 53 | ex | ⊢ ( Fun 𝐹 → ( ( 𝑥 ∈ dom 𝐹 ∧ 𝑦 ∈ 𝐹 ) → ( 𝑥 = ∩ ∩ 𝑦 ↔ 𝑦 = 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 ) ) ) |
| 55 | 3 4 6 10 54 | en3d | ⊢ ( Fun 𝐹 → dom 𝐹 ≈ 𝐹 ) |