MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  f1finf1o Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem f1finf1o 8352
Description: Any injection from one finite set to another of equal size must be a bijection. (Contributed by Jeff Madsen, 5-Jun-2010.) (Revised by Mario Carneiro, 27-Feb-2014.)
Assertion
Ref Expression
f1finf1o ((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) → (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴1-1-onto𝐵))

Proof of Theorem f1finf1o
StepHypRef Expression
1 simpr 479 . . . 4 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴1-1𝐵)
2 f1f 6262 . . . . . . 7 (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴𝐵)
32adantl 473 . . . . . 6 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴𝐵)
4 ffn 6206 . . . . . 6 (𝐹:𝐴𝐵𝐹 Fn 𝐴)
53, 4syl 17 . . . . 5 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹 Fn 𝐴)
6 simpll 807 . . . . . 6 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐴𝐵)
7 frn 6214 . . . . . . . . . 10 (𝐹:𝐴𝐵 → ran 𝐹𝐵)
83, 7syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → ran 𝐹𝐵)
9 df-pss 3731 . . . . . . . . . 10 (ran 𝐹𝐵 ↔ (ran 𝐹𝐵 ∧ ran 𝐹𝐵))
109baib 982 . . . . . . . . 9 (ran 𝐹𝐵 → (ran 𝐹𝐵 ↔ ran 𝐹𝐵))
118, 10syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (ran 𝐹𝐵 ↔ ran 𝐹𝐵))
12 simplr 809 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐵 ∈ Fin)
13 relen 8126 . . . . . . . . . . . . . . 15 Rel ≈
1413brrelexi 5315 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴𝐵𝐴 ∈ V)
156, 14syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐴 ∈ V)
1612, 15elmapd 8037 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (𝐹 ∈ (𝐵𝑚 𝐴) ↔ 𝐹:𝐴𝐵))
173, 16mpbird 247 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹 ∈ (𝐵𝑚 𝐴))
18 f1f1orn 6309 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴1-1-onto→ran 𝐹)
1918adantl 473 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴1-1-onto→ran 𝐹)
20 f1oen3g 8137 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 ∈ (𝐵𝑚 𝐴) ∧ 𝐹:𝐴1-1-onto→ran 𝐹) → 𝐴 ≈ ran 𝐹)
2117, 19, 20syl2anc 696 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐴 ≈ ran 𝐹)
22 php3 8311 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ Fin ∧ ran 𝐹𝐵) → ran 𝐹𝐵)
2322ex 449 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ Fin → (ran 𝐹𝐵 → ran 𝐹𝐵))
2412, 23syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (ran 𝐹𝐵 → ran 𝐹𝐵))
25 ensdomtr 8261 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ≈ ran 𝐹 ∧ ran 𝐹𝐵) → 𝐴𝐵)
2621, 24, 25syl6an 569 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (ran 𝐹𝐵𝐴𝐵))
27 sdomnen 8150 . . . . . . . . 9 (𝐴𝐵 → ¬ 𝐴𝐵)
2826, 27syl6 35 . . . . . . . 8 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (ran 𝐹𝐵 → ¬ 𝐴𝐵))
2911, 28sylbird 250 . . . . . . 7 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (ran 𝐹𝐵 → ¬ 𝐴𝐵))
3029necon4ad 2951 . . . . . 6 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (𝐴𝐵 → ran 𝐹 = 𝐵))
316, 30mpd 15 . . . . 5 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → ran 𝐹 = 𝐵)
32 df-fo 6055 . . . . 5 (𝐹:𝐴onto𝐵 ↔ (𝐹 Fn 𝐴 ∧ ran 𝐹 = 𝐵))
335, 31, 32sylanbrc 701 . . . 4 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴onto𝐵)
34 df-f1o 6056 . . . 4 (𝐹:𝐴1-1-onto𝐵 ↔ (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴onto𝐵))
351, 33, 34sylanbrc 701 . . 3 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴1-1-onto𝐵)
3635ex 449 . 2 ((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) → (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴1-1-onto𝐵))
37 f1of1 6297 . 2 (𝐹:𝐴1-1-onto𝐵𝐹:𝐴1-1𝐵)
3836, 37impbid1 215 1 ((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) → (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴1-1-onto𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383   = wceq 1632  wcel 2139  wne 2932  Vcvv 3340  wss 3715  wpss 3716   class class class wbr 4804  ran crn 5267   Fn wfn 6044  wf 6045  1-1wf1 6046  ontowfo 6047  1-1-ontowf1o 6048  (class class class)co 6813  𝑚 cmap 8023  cen 8118  csdm 8120  Fincfn 8121
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-ral 3055  df-rex 3056  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-br 4805  df-opab 4865  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-om 7231  df-er 7911  df-map 8025  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-fin 8125
This theorem is referenced by:  hashfac  13434  crth  15685  eulerthlem2  15689  fidomndrnglem  19508  mdetunilem8  20627  basellem4  25009  lgsqrlem4  25273  lgseisenlem2  25300
  Copyright terms: Public domain W3C validator