Theorem fsn 6402

Description: A function maps a singleton to a singleton iff it is the singleton of an ordered pair. (Contributed by NM, 10-Dec-2003.)

Hypotheses

Ref	Expression
fsn.1	|- A e. _V
fsn.2	|- B e. _V

Assertion

Ref	Expression
fsn	|- ( F : { A } --> { B } <-> F = { <. A , B >. } )

Proof of Theorem fsn

Dummy variables x y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		opelf 6065	. . . . . . . 8 |- ( ( F : { A } --> { B } /\ <. x , y >. e. F ) -> ( x e. { A } /\ y e. { B } ) )
2		velsn 4193	. . . . . . . . 9 |- ( x e. { A } <-> x = A )
3		velsn 4193	. . . . . . . . 9 |- ( y e. { B } <-> y = B )
4	2, 3	anbi12i 733	. . . . . . . 8 |- ( ( x e. { A } /\ y e. { B } ) <-> ( x = A /\ y = B ) )
5	1, 4	sylib 208	. . . . . . 7 |- ( ( F : { A } --> { B } /\ <. x , y >. e. F ) -> ( x = A /\ y = B ) )
6	5	ex 450	. . . . . 6 |- ( F : { A } --> { B } -> ( <. x , y >. e. F -> ( x = A /\ y = B ) ) )
7		fsn.1	. . . . . . . . . 10 |- A e. _V
8	7	snid 4208	. . . . . . . . 9 |- A e. { A }
9		feu 6080	. . . . . . . . 9 |- ( ( F : { A } --> { B } /\ A e. { A } ) -> E! y e. { B } <. A , y >. e. F )
10	8, 9	mpan2 707	. . . . . . . 8 |- ( F : { A } --> { B } -> E! y e. { B } <. A , y >. e. F )
11	3	anbi1i 731	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( y e. { B } /\ <. A , y >. e. F ) <-> ( y = B /\ <. A , y >. e. F ) )
12		opeq2 4403	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( y = B -> <. A , y >. = <. A , B >. )
13	12	eleq1d 2686	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( y = B -> ( <. A , y >. e. F <-> <. A , B >. e. F ) )
14	13	pm5.32i 669	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( y = B /\ <. A , y >. e. F ) <-> ( y = B /\ <. A , B >. e. F ) )
15		ancom 466	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) <-> ( y = B /\ <. A , B >. e. F ) )
16	14, 15	bitr4i 267	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( y = B /\ <. A , y >. e. F ) <-> ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) )
17	11, 16	bitr2i 265	. . . . . . . . . 10 |- ( ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) <-> ( y e. { B } /\ <. A , y >. e. F ) )
18	17	eubii 2492	. . . . . . . . 9 |- ( E! y ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) <-> E! y ( y e. { B } /\ <. A , y >. e. F ) )
19		fsn.2	. . . . . . . . . . . 12 |- B e. _V
20	19	eueq1 3379	. . . . . . . . . . 11 |- E! y y = B
21	20	biantru 526	. . . . . . . . . 10 |- ( <. A , B >. e. F <-> ( <. A , B >. e. F /\ E! y y = B ) )
22		euanv 2534	. . . . . . . . . 10 |- ( E! y ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) <-> ( <. A , B >. e. F /\ E! y y = B ) )
23	21, 22	bitr4i 267	. . . . . . . . 9 |- ( <. A , B >. e. F <-> E! y ( <. A , B >. e. F /\ y = B ) )
24		df-reu 2919	. . . . . . . . 9 |- ( E! y e. { B } <. A , y >. e. F <-> E! y ( y e. { B } /\ <. A , y >. e. F ) )
25	18, 23, 24	3bitr4i 292	. . . . . . . 8 |- ( <. A , B >. e. F <-> E! y e. { B } <. A , y >. e. F )
26	10, 25	sylibr 224	. . . . . . 7 |- ( F : { A } --> { B } -> <. A , B >. e. F )
27		opeq12 4404	. . . . . . . 8 |- ( ( x = A /\ y = B ) -> <. x , y >. = <. A , B >. )
28	27	eleq1d 2686	. . . . . . 7 |- ( ( x = A /\ y = B ) -> ( <. x , y >. e. F <-> <. A , B >. e. F ) )
29	26, 28	syl5ibrcom 237	. . . . . 6 |- ( F : { A } --> { B } -> ( ( x = A /\ y = B ) -> <. x , y >. e. F ) )
30	6, 29	impbid 202	. . . . 5 |- ( F : { A } --> { B } -> ( <. x , y >. e. F <-> ( x = A /\ y = B ) ) )
31		opex 4932	. . . . . . 7 |- <. x , y >. e. _V
32	31	elsn 4192	. . . . . 6 |- ( <. x , y >. e. { <. A , B >. } <-> <. x , y >. = <. A , B >. )
33	7, 19	opth2 4949	. . . . . 6 |- ( <. x , y >. = <. A , B >. <-> ( x = A /\ y = B ) )
34	32, 33	bitr2i 265	. . . . 5 |- ( ( x = A /\ y = B ) <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } )
35	30, 34	syl6bb 276	. . . 4 |- ( F : { A } --> { B } -> ( <. x , y >. e. F <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } ) )
36	35	alrimivv 1856	. . 3 |- ( F : { A } --> { B } -> A. x A. y ( <. x , y >. e. F <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } ) )
37		frel 6050	. . . 4 |- ( F : { A } --> { B } -> Rel F )
38	7, 19	relsnop 5224	. . . 4 |- Rel { <. A , B >. }
39		eqrel 5209	. . . 4 |- ( ( Rel F /\ Rel { <. A , B >. } ) -> ( F = { <. A , B >. } <-> A. x A. y ( <. x , y >. e. F <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } ) ) )
40	37, 38, 39	sylancl 694	. . 3 |- ( F : { A } --> { B } -> ( F = { <. A , B >. } <-> A. x A. y ( <. x , y >. e. F <-> <. x , y >. e. { <. A , B >. } ) ) )
41	36, 40	mpbird 247	. 2 |- ( F : { A } --> { B } -> F = { <. A , B >. } )
42	7, 19	f1osn 6176	. . . 4 |- { <. A , B >. } : { A } -1-1-onto-> { B }
43		f1oeq1 6127	. . . 4 |- ( F = { <. A , B >. } -> ( F : { A } -1-1-onto-> { B } <-> { <. A , B >. } : { A } -1-1-onto-> { B } ) )
44	42, 43	mpbiri 248	. . 3 |- ( F = { <. A , B >. } -> F : { A } -1-1-onto-> { B } )
45		f1of 6137	. . 3 |- ( F : { A } -1-1-onto-> { B } -> F : { A } --> { B } )
46	44, 45	syl 17	. 2 |- ( F = { <. A , B >. } -> F : { A } --> { B } )
47	41, 46	impbii 199	1 |- ( F : { A } --> { B } <-> F = { <. A , B >. } )

Syntax hints:   <-> wb 196   /\ wa 384   A.wal 1481   = wceq 1483   e. wcel 1990   E!weu 2470   E!wreu 2914   _Vcvv 3200   {csn 4177   <.cop 4183   Rel wrel 5119   -->wf 5884   -1-1-onto->wf1o 5887

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pr 4906

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-nul 3916  df-if 4087  df-sn 4178  df-pr 4180  df-op 4184  df-br 4654  df-opab 4713  df-id 5024  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895

This theorem is referenced by:  fsn2  6403  fsng  6404  mapsn  7899  axlowdimlem7  25828  poimirlem3  33412  poimirlem9  33418  fdc  33541