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Description: A subclass relationship depends only on a relation's ordered pairs. Theorem 3.2(i) of Monk1 p. 33. (Contributed by NM, 2-Aug-1994) (Proof shortened by Andrew Salmon, 27-Aug-2011) (Revised by Thierry Arnoux, 6-Nov-2017)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | eqrelrd2.1 | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝜑 | |
| eqrelrd2.2 | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝜑 | ||
| eqrelrd2.3 | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝐴 | ||
| eqrelrd2.4 | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝐴 | ||
| eqrelrd2.5 | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝐵 | ||
| eqrelrd2.6 | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝐵 | ||
| Assertion | ssrelf | ⊢ ( Rel 𝐴 → ( 𝐴 ⊆ 𝐵 ↔ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | eqrelrd2.1 | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝜑 | |
| 2 | eqrelrd2.2 | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝜑 | |
| 3 | eqrelrd2.3 | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝐴 | |
| 4 | eqrelrd2.4 | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝐴 | |
| 5 | eqrelrd2.5 | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝐵 | |
| 6 | eqrelrd2.6 | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝐵 | |
| 7 | 3 5 | nfss | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝐴 ⊆ 𝐵 |
| 8 | 4 6 | nfss | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝐴 ⊆ 𝐵 |
| 9 | ssel | ⊢ ( 𝐴 ⊆ 𝐵 → ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) ) | |
| 10 | 8 9 | alrimi | ⊢ ( 𝐴 ⊆ 𝐵 → ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) ) |
| 11 | 7 10 | alrimi | ⊢ ( 𝐴 ⊆ 𝐵 → ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) ) |
| 12 | eleq1 | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 ) ) | |
| 13 | eleq1 | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐵 ↔ 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) ) | |
| 14 | 12 13 | imbi12d | ⊢ ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ↔ ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 15 | 14 | biimprcd | ⊢ ( ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) → ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 16 | 15 | 2alimi | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) → ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 17 | 4 | nfcri | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝑧 ∈ 𝐴 |
| 18 | 6 | nfcri | ⊢ Ⅎ 𝑦 𝑧 ∈ 𝐵 |
| 19 | 17 18 | nfim | ⊢ Ⅎ 𝑦 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) |
| 20 | 19 | 19.23 | ⊢ ( ∀ 𝑦 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ↔ ( ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 21 | 20 | albii | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ↔ ∀ 𝑥 ( ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 22 | 3 | nfcri | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝑧 ∈ 𝐴 |
| 23 | 5 | nfcri | ⊢ Ⅎ 𝑥 𝑧 ∈ 𝐵 |
| 24 | 22 23 | nfim | ⊢ Ⅎ 𝑥 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) |
| 25 | 24 | 19.23 | ⊢ ( ∀ 𝑥 ( ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ↔ ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 26 | 21 25 | bitri | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ↔ ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 27 | 16 26 | sylib | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) → ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 28 | 27 | com23 | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → ( ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 29 | 28 | a2d | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) → ( ( 𝑧 ∈ 𝐴 → ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 30 | 29 | alimdv | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) → ( ∀ 𝑧 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) → ∀ 𝑧 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) ) |
| 31 | df-rel | ⊢ ( Rel 𝐴 ↔ 𝐴 ⊆ ( V × V ) ) | |
| 32 | df-ss | ⊢ ( 𝐴 ⊆ ( V × V ) ↔ ∀ 𝑧 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ ( V × V ) ) ) | |
| 33 | elvv | ⊢ ( 𝑧 ∈ ( V × V ) ↔ ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) | |
| 34 | 33 | imbi2i | ⊢ ( ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ ( V × V ) ) ↔ ( 𝑧 ∈ 𝐴 → ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 35 | 34 | albii | ⊢ ( ∀ 𝑧 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ ( V × V ) ) ↔ ∀ 𝑧 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 36 | 31 32 35 | 3bitri | ⊢ ( Rel 𝐴 ↔ ∀ 𝑧 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → ∃ 𝑥 ∃ 𝑦 𝑧 = 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ) ) |
| 37 | df-ss | ⊢ ( 𝐴 ⊆ 𝐵 ↔ ∀ 𝑧 ( 𝑧 ∈ 𝐴 → 𝑧 ∈ 𝐵 ) ) | |
| 38 | 30 36 37 | 3imtr4g | ⊢ ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) → ( Rel 𝐴 → 𝐴 ⊆ 𝐵 ) ) |
| 39 | 38 | com12 | ⊢ ( Rel 𝐴 → ( ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) → 𝐴 ⊆ 𝐵 ) ) |
| 40 | 11 39 | impbid2 | ⊢ ( Rel 𝐴 → ( 𝐴 ⊆ 𝐵 ↔ ∀ 𝑥 ∀ 𝑦 ( 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐴 → 〈 𝑥 , 𝑦 〉 ∈ 𝐵 ) ) ) |