Theorem adjeu 31686

Description: Elementhood in the domain of the adjoint function. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Sep-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 24-Dec-2016.) (New usage is discouraged.)

Assertion

Ref	Expression
adjeu	⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ ∃!𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))

Distinct variable group:   𝑥,𝑢,𝑦,𝑇

Proof of Theorem adjeu

Dummy variable 𝑡 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ax-hilex 30796	. . . 4 ⊢ ℋ ∈ V
2		fex2 7935	. . . 4 ⊢ ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ℋ ∈ V ∧ ℋ ∈ V) → 𝑇 ∈ V)
3	1, 1, 2	mp3an23 1450	. . 3 ⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → 𝑇 ∈ V)
4		feq1 6697	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (𝑡: ℋ⟶ ℋ ↔ 𝑇: ℋ⟶ ℋ))
5		fveq1 6890	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (𝑡‘𝑦) = (𝑇‘𝑦))
6	5	oveq2d 7430	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)))
7	6	eqeq1d 2729	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → ((𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
8	7	2ralbidv 3213	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
9	4, 8	3anbi13d 1435	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
10		3anass 1093	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
11	9, 10	bitrdi 287	. . . . . . 7 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → ((𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
12	11	exbidv 1917	. . . . . 6 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (∃𝑢(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ ∃𝑢(𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
13		19.42v 1950	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑢(𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
14	12, 13	bitrdi 287	. . . . 5 ⊢ (𝑡 = 𝑇 → (∃𝑢(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
15		dfadj2 31682	. . . . . . 7 ⊢ adjℎ = {⟨𝑡, 𝑢⟩ ∣ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))}
16	15	dmeqi 5901	. . . . . 6 ⊢ dom adjℎ = dom {⟨𝑡, 𝑢⟩ ∣ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))}
17		dmopab 5912	. . . . . 6 ⊢ dom {⟨𝑡, 𝑢⟩ ∣ (𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))} = {𝑡 ∣ ∃𝑢(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))}
18	16, 17	eqtri 2755	. . . . 5 ⊢ dom adjℎ = {𝑡 ∣ ∃𝑢(𝑡: ℋ⟶ ℋ ∧ 𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑡‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))}
19	14, 18	elab2g 3667	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ V → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ (𝑇: ℋ⟶ ℋ ∧ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))))
20	19	baibd 539	. . 3 ⊢ ((𝑇 ∈ V ∧ 𝑇: ℋ⟶ ℋ) → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
21	3, 20	mpancom 687	. 2 ⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
22		df-reu 3372	. . 3 ⊢ (∃!𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ ∃!𝑢(𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
23	1, 1	elmap 8881	. . . . 5 ⊢ (𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ↔ 𝑢: ℋ⟶ ℋ)
24	23	anbi1i 623	. . . 4 ⊢ ((𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
25	24	eubii 2574	. . 3 ⊢ (∃!𝑢(𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ) ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ ∃!𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
26		adjmo 31629	. . . 4 ⊢ ∃*𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))
27		df-eu 2558	. . . 4 ⊢ (∃!𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ (∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ∧ ∃*𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦))))
28	26, 27	mpbiran2 709	. . 3 ⊢ (∃!𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)) ↔ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
29	22, 25, 28	3bitri 297	. 2 ⊢ (∃!𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦) ↔ ∃𝑢(𝑢: ℋ⟶ ℋ ∧ ∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))
30	21, 29	bitr4di 289	1 ⊢ (𝑇: ℋ⟶ ℋ → (𝑇 ∈ dom adjℎ ↔ ∃!𝑢 ∈ ( ℋ ↑m ℋ)∀𝑥 ∈ ℋ ∀𝑦 ∈ ℋ (𝑥 ·ih (𝑇‘𝑦)) = ((𝑢‘𝑥) ·ih 𝑦)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1534  ∃wex 1774   ∈ wcel 2099  ∃*wmo 2527  ∃!weu 2557  {cab 2704  ∀wral 3056  ∃!wreu 3369  Vcvv 3469  {copab 5204  dom cdm 5672  ⟶wf 6538  ‘cfv 6542  (class class class)co 7414   ↑_m cmap 8836   ℋchba 30716   ·_ih csp 30719  adj_ℎcado 30752

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-resscn 11187  ax-1cn 11188  ax-icn 11189  ax-addcl 11190  ax-addrcl 11191  ax-mulcl 11192  ax-mulrcl 11193  ax-mulcom 11194  ax-addass 11195  ax-mulass 11196  ax-distr 11197  ax-i2m1 11198  ax-1ne0 11199  ax-1rid 11200  ax-rnegex 11201  ax-rrecex 11202  ax-cnre 11203  ax-pre-lttri 11204  ax-pre-lttrn 11205  ax-pre-ltadd 11206  ax-pre-mulgt0 11207  ax-hilex 30796  ax-hfvadd 30797  ax-hvcom 30798  ax-hvass 30799  ax-hv0cl 30800  ax-hvaddid 30801  ax-hfvmul 30802  ax-hvmulid 30803  ax-hvdistr2 30806  ax-hvmul0 30807  ax-hfi 30876  ax-his1 30879  ax-his2 30880  ax-his3 30881  ax-his4 30882

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-id 5570  df-po 5584  df-so 5585  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-er 8718  df-map 8838  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11468  df-neg 11469  df-div 11894  df-2 12297  df-cj 15070  df-re 15071  df-im 15072  df-hvsub 30768  df-adjh 31646

This theorem is referenced by:  adjbdln  31880