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Description: A Kuratowski ordered pair of sets is a function only if its components are equal. (Contributed by NM, 5-Jun-2008) (Revised by Mario Carneiro, 26-Apr-2015) A function is a class of ordered pairs, so the fact that an ordered pair may sometimes be itself a function is an "accident" depending on the specific encoding of ordered pairs as classes (in set.mm, the Kuratowski encoding). A more meaningful statement is funsng , as relsnopg is to relop . (New usage is discouraged.)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Assertion | funopg | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ Fun 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ) → 𝐴 = 𝐵 ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | opeq1 | ⊢ ( 𝑢 = 𝐴 → 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = 〈 𝐴 , 𝑡 〉 ) | |
| 2 | 1 | funeqd | ⊢ ( 𝑢 = 𝐴 → ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ↔ Fun 〈 𝐴 , 𝑡 〉 ) ) |
| 3 | eqeq1 | ⊢ ( 𝑢 = 𝐴 → ( 𝑢 = 𝑡 ↔ 𝐴 = 𝑡 ) ) | |
| 4 | 2 3 | imbi12d | ⊢ ( 𝑢 = 𝐴 → ( ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → 𝑢 = 𝑡 ) ↔ ( Fun 〈 𝐴 , 𝑡 〉 → 𝐴 = 𝑡 ) ) ) |
| 5 | opeq2 | ⊢ ( 𝑡 = 𝐵 → 〈 𝐴 , 𝑡 〉 = 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ) | |
| 6 | 5 | funeqd | ⊢ ( 𝑡 = 𝐵 → ( Fun 〈 𝐴 , 𝑡 〉 ↔ Fun 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ) ) |
| 7 | eqeq2 | ⊢ ( 𝑡 = 𝐵 → ( 𝐴 = 𝑡 ↔ 𝐴 = 𝐵 ) ) | |
| 8 | 6 7 | imbi12d | ⊢ ( 𝑡 = 𝐵 → ( ( Fun 〈 𝐴 , 𝑡 〉 → 𝐴 = 𝑡 ) ↔ ( Fun 〈 𝐴 , 𝐵 〉 → 𝐴 = 𝐵 ) ) ) |
| 9 | funrel | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → Rel 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) | |
| 10 | vex | ⊢ 𝑢 ∈ V | |
| 11 | vex | ⊢ 𝑡 ∈ V | |
| 12 | 10 11 | relop | ⊢ ( Rel 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ↔ ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ) ) |
| 13 | 9 12 | sylib | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ) ) |
| 14 | 10 11 | opth | ⊢ ( 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = 〈 { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } 〉 ↔ ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ) ) |
| 15 | vex | ⊢ 𝑥 ∈ V | |
| 16 | 15 | opid | ⊢ 〈 𝑥 , 𝑥 〉 = { { 𝑥 } } |
| 17 | 16 | preq1i | ⊢ { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , { { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } } } = { { { 𝑥 } } , { { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } } } |
| 18 | vex | ⊢ 𝑦 ∈ V | |
| 19 | 15 18 | dfop | ⊢ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 = { { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } } |
| 20 | 19 | preq2i | ⊢ { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , { { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } } } |
| 21 | vsnex | ⊢ { 𝑥 } ∈ V | |
| 22 | zfpair2 | ⊢ { 𝑥 , 𝑦 } ∈ V | |
| 23 | 21 22 | dfop | ⊢ 〈 { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } 〉 = { { { 𝑥 } } , { { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } } } |
| 24 | 17 20 23 | 3eqtr4ri | ⊢ 〈 { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } |
| 25 | 24 | eqeq2i | ⊢ ( 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = 〈 { 𝑥 } , { 𝑥 , 𝑦 } 〉 ↔ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } ) |
| 26 | 14 25 | bitr3i | ⊢ ( ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ) ↔ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } ) |
| 27 | dffun4 | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ↔ ( Rel 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ ∀ 𝑧 ∀ 𝑤 ∀ 𝑣 ( ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑧 , 𝑣 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) → 𝑤 = 𝑣 ) ) ) | |
| 28 | 27 | simprbi | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → ∀ 𝑧 ∀ 𝑤 ∀ 𝑣 ( ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑧 , 𝑣 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) → 𝑤 = 𝑣 ) ) |
| 29 | opex | ⊢ 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ V | |
| 30 | 29 | prid1 | ⊢ 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } |
| 31 | eleq2 | ⊢ ( 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } → ( 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ↔ 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } ) ) | |
| 32 | 30 31 | mpbiri | ⊢ ( 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } → 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) |
| 33 | opex | ⊢ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ V | |
| 34 | 33 | prid2 | ⊢ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } |
| 35 | eleq2 | ⊢ ( 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } ) ) | |
| 36 | 34 35 | mpbiri | ⊢ ( 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) |
| 37 | 32 36 | jca | ⊢ ( 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } → ( 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) ) |
| 38 | opeq12 | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑥 ) → 〈 𝑧 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ) | |
| 39 | 38 | 3adant3 | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → 〈 𝑧 , 𝑤 〉 = 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ) |
| 40 | 39 | eleq1d | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ↔ 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) ) |
| 41 | opeq12 | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → 〈 𝑧 , 𝑣 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) | |
| 42 | 41 | 3adant2 | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → 〈 𝑧 , 𝑣 〉 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) |
| 43 | 42 | eleq1d | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → ( 〈 𝑧 , 𝑣 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) ) |
| 44 | 40 43 | anbi12d | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → ( ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑧 , 𝑣 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) ↔ ( 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) ) ) |
| 45 | eqeq12 | ⊢ ( ( 𝑤 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → ( 𝑤 = 𝑣 ↔ 𝑥 = 𝑦 ) ) | |
| 46 | 45 | 3adant1 | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → ( 𝑤 = 𝑣 ↔ 𝑥 = 𝑦 ) ) |
| 47 | 44 46 | imbi12d | ⊢ ( ( 𝑧 = 𝑥 ∧ 𝑤 = 𝑥 ∧ 𝑣 = 𝑦 ) → ( ( ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑧 , 𝑣 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) → 𝑤 = 𝑣 ) ↔ ( ( 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ) ) |
| 48 | 47 | spc3gv | ⊢ ( ( 𝑥 ∈ V ∧ 𝑥 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V ) → ( ∀ 𝑧 ∀ 𝑤 ∀ 𝑣 ( ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑧 , 𝑣 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) → 𝑤 = 𝑣 ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ) ) |
| 49 | 15 15 18 48 | mp3an | ⊢ ( ∀ 𝑧 ∀ 𝑤 ∀ 𝑣 ( ( 〈 𝑧 , 𝑤 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑧 , 𝑣 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) → 𝑤 = 𝑣 ) → ( ( 〈 𝑥 , 𝑥 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ∧ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 〈 𝑢 , 𝑡 〉 ) → 𝑥 = 𝑦 ) ) |
| 50 | 28 37 49 | syl2im | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → ( 〈 𝑢 , 𝑡 〉 = { 〈 𝑥 , 𝑥 〉 , 〈 𝑥 , 𝑦 〉 } → 𝑥 = 𝑦 ) ) |
| 51 | 26 50 | biimtrid | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → ( ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ) → 𝑥 = 𝑦 ) ) |
| 52 | dfsn2 | ⊢ { 𝑥 } = { 𝑥 , 𝑥 } | |
| 53 | preq2 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑦 → { 𝑥 , 𝑥 } = { 𝑥 , 𝑦 } ) | |
| 54 | 52 53 | eqtr2id | ⊢ ( 𝑥 = 𝑦 → { 𝑥 , 𝑦 } = { 𝑥 } ) |
| 55 | 54 | eqeq2d | ⊢ ( 𝑥 = 𝑦 → ( 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ↔ 𝑡 = { 𝑥 } ) ) |
| 56 | eqtr3 | ⊢ ( ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 } ) → 𝑢 = 𝑡 ) | |
| 57 | 56 | expcom | ⊢ ( 𝑡 = { 𝑥 } → ( 𝑢 = { 𝑥 } → 𝑢 = 𝑡 ) ) |
| 58 | 55 57 | biimtrdi | ⊢ ( 𝑥 = 𝑦 → ( 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } → ( 𝑢 = { 𝑥 } → 𝑢 = 𝑡 ) ) ) |
| 59 | 58 | com13 | ⊢ ( 𝑢 = { 𝑥 } → ( 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } → ( 𝑥 = 𝑦 → 𝑢 = 𝑡 ) ) ) |
| 60 | 59 | imp | ⊢ ( ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ) → ( 𝑥 = 𝑦 → 𝑢 = 𝑡 ) ) |
| 61 | 51 60 | sylcom | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → ( ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ) → 𝑢 = 𝑡 ) ) |
| 62 | 61 | exlimdvv | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 ( 𝑢 = { 𝑥 } ∧ 𝑡 = { 𝑥 , 𝑦 } ) → 𝑢 = 𝑡 ) ) |
| 63 | 13 62 | mpd | ⊢ ( Fun 〈 𝑢 , 𝑡 〉 → 𝑢 = 𝑡 ) |
| 64 | 4 8 63 | vtocl2g | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ) → ( Fun 〈 𝐴 , 𝐵 〉 → 𝐴 = 𝐵 ) ) |
| 65 | 64 | 3impia | ⊢ ( ( 𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 𝐵 ∈ 𝑊 ∧ Fun 〈 𝐴 , 𝐵 〉 ) → 𝐴 = 𝐵 ) |