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Description: If a function is an ordered pair then it is a singleton of an ordered pair. (Contributed by AV, 20-Sep-2020) (Proof shortened by AV, 15-Jul-2021) (Proof shortened by Eric Schmidt, 9-May-2026) 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 | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | funopsn.x | ⊢ 𝑋 ∈ V | |
| funopsn.y | ⊢ 𝑌 ∈ V | ||
| Assertion | funopsn | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ) → ∃ 𝑎 ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | funopsn.x | ⊢ 𝑋 ∈ V | |
| 2 | funopsn.y | ⊢ 𝑌 ∈ V | |
| 3 | funiun | ⊢ ( Fun 𝐹 → 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ) | |
| 4 | eqeq1 | ⊢ ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 → ( 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ↔ 〈 𝑋 , 𝑌 〉 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ) ) | |
| 5 | eqcom | ⊢ ( 〈 𝑋 , 𝑌 〉 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ↔ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ) | |
| 6 | 4 5 | bitrdi | ⊢ ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 → ( 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ↔ ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ) ) |
| 7 | fvex | ⊢ ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) ∈ V | |
| 8 | 7 1 2 | iunopeqop | ⊢ ( ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 → ∃ 𝑎 dom 𝐹 = { 𝑎 } ) |
| 9 | 6 8 | biimtrdi | ⊢ ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 → ( 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } → ∃ 𝑎 dom 𝐹 = { 𝑎 } ) ) |
| 10 | 9 | imp | ⊢ ( ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ∧ 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ) → ∃ 𝑎 dom 𝐹 = { 𝑎 } ) |
| 11 | iuneq1 | ⊢ ( dom 𝐹 = { 𝑎 } → ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } = ∪ 𝑥 ∈ { 𝑎 } { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ) | |
| 12 | vex | ⊢ 𝑎 ∈ V | |
| 13 | id | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → 𝑥 = 𝑎 ) | |
| 14 | fveq2 | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ) | |
| 15 | 13 14 | opeq12d | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 = 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 ) |
| 16 | 15 | sneqd | ⊢ ( 𝑥 = 𝑎 → { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ) |
| 17 | 12 16 | iunxsn | ⊢ ∪ 𝑥 ∈ { 𝑎 } { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } |
| 18 | 11 17 | eqtrdi | ⊢ ( dom 𝐹 = { 𝑎 } → ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ) |
| 19 | 18 | eqeq2d | ⊢ ( dom 𝐹 = { 𝑎 } → ( 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ↔ 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ) ) |
| 20 | 19 | adantl | ⊢ ( ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ∧ dom 𝐹 = { 𝑎 } ) → ( 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ↔ 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ) ) |
| 21 | eqeq1 | ⊢ ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 → ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ↔ 〈 𝑋 , 𝑌 〉 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ) ) | |
| 22 | eqcom | ⊢ ( 〈 𝑋 , 𝑌 〉 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ↔ { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ) | |
| 23 | fvex | ⊢ ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∈ V | |
| 24 | 12 23 | snopeqop | ⊢ ( { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ↔ ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) ) |
| 25 | 22 24 | sylbb | ⊢ ( 〈 𝑋 , 𝑌 〉 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } → ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) ) |
| 26 | 21 25 | biimtrdi | ⊢ ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 → ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } → ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) ) ) |
| 27 | simpr3 | ⊢ ( ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ∧ ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) ) → 𝑋 = { 𝑎 } ) | |
| 28 | simp1 | ⊢ ( ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) → 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ) | |
| 29 | 28 | eqcomd | ⊢ ( ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) → ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) = 𝑎 ) |
| 30 | 29 | opeq2d | ⊢ ( ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) → 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 = 〈 𝑎 , 𝑎 〉 ) |
| 31 | 30 | sneqd | ⊢ ( ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) → { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) |
| 32 | 31 | eqeq2d | ⊢ ( ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) → ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ↔ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) |
| 33 | 32 | biimpac | ⊢ ( ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ∧ ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) ) → 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) |
| 34 | 27 33 | jca | ⊢ ( ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } ∧ ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) ) → ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) |
| 35 | 34 | ex | ⊢ ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } → ( ( 𝑎 = ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) ∧ 𝑋 = 𝑌 ∧ 𝑋 = { 𝑎 } ) → ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) ) |
| 36 | 26 35 | sylcom | ⊢ ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 → ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } → ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) ) |
| 37 | 36 | adantr | ⊢ ( ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ∧ dom 𝐹 = { 𝑎 } ) → ( 𝐹 = { 〈 𝑎 , ( 𝐹 ‘ 𝑎 ) 〉 } → ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) ) |
| 38 | 20 37 | sylbid | ⊢ ( ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ∧ dom 𝐹 = { 𝑎 } ) → ( 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } → ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) ) |
| 39 | 38 | impancom | ⊢ ( ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ∧ 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ) → ( dom 𝐹 = { 𝑎 } → ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) ) |
| 40 | 39 | eximdv | ⊢ ( ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ∧ 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ) → ( ∃ 𝑎 dom 𝐹 = { 𝑎 } → ∃ 𝑎 ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) ) |
| 41 | 10 40 | mpd | ⊢ ( ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ∧ 𝐹 = ∪ 𝑥 ∈ dom 𝐹 { 〈 𝑥 , ( 𝐹 ‘ 𝑥 ) 〉 } ) → ∃ 𝑎 ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) |
| 42 | 3 41 | sylan2 | ⊢ ( ( 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ∧ Fun 𝐹 ) → ∃ 𝑎 ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) |
| 43 | 42 | ancoms | ⊢ ( ( Fun 𝐹 ∧ 𝐹 = 〈 𝑋 , 𝑌 〉 ) → ∃ 𝑎 ( 𝑋 = { 𝑎 } ∧ 𝐹 = { 〈 𝑎 , 𝑎 〉 } ) ) |