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

Theorem pmtrfinv 18052
Description: A transposition function is an involution. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
pmtrrn.t 𝑇 = (pmTrsp‘𝐷)
pmtrrn.r 𝑅 = ran 𝑇
Assertion
Ref Expression
pmtrfinv (𝐹𝑅 → (𝐹𝐹) = ( I ↾ 𝐷))

Proof of Theorem pmtrfinv
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pmtrrn.t . . . . . . 7 𝑇 = (pmTrsp‘𝐷)
2 pmtrrn.r . . . . . . 7 𝑅 = ran 𝑇
3 eqid 2748 . . . . . . 7 dom (𝐹 ∖ I ) = dom (𝐹 ∖ I )
41, 2, 3pmtrfrn 18049 . . . . . 6 (𝐹𝑅 → ((𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2𝑜) ∧ 𝐹 = (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I ))))
54simpld 477 . . . . 5 (𝐹𝑅 → (𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2𝑜))
61pmtrf 18046 . . . . 5 ((𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2𝑜) → (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷)
75, 6syl 17 . . . 4 (𝐹𝑅 → (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷)
84simprd 482 . . . . 5 (𝐹𝑅𝐹 = (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )))
98feq1d 6179 . . . 4 (𝐹𝑅 → (𝐹:𝐷𝐷 ↔ (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷))
107, 9mpbird 247 . . 3 (𝐹𝑅𝐹:𝐷𝐷)
11 fco 6207 . . . 4 ((𝐹:𝐷𝐷𝐹:𝐷𝐷) → (𝐹𝐹):𝐷𝐷)
1211anidms 680 . . 3 (𝐹:𝐷𝐷 → (𝐹𝐹):𝐷𝐷)
13 ffn 6194 . . 3 ((𝐹𝐹):𝐷𝐷 → (𝐹𝐹) Fn 𝐷)
1410, 12, 133syl 18 . 2 (𝐹𝑅 → (𝐹𝐹) Fn 𝐷)
15 fnresi 6157 . . 3 ( I ↾ 𝐷) Fn 𝐷
1615a1i 11 . 2 (𝐹𝑅 → ( I ↾ 𝐷) Fn 𝐷)
171, 2, 3pmtrffv 18050 . . . . . . 7 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝐹𝑥) = if(𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}), 𝑥))
18 iftrue 4224 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) → if(𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}), 𝑥) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
1917, 18sylan9eq 2802 . . . . . 6 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹𝑥) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
2019fveq2d 6344 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})))
21 simpll 807 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → 𝐹𝑅)
225simp2d 1135 . . . . . . . . 9 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷)
2322ad2antrr 764 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷)
24 1onn 7876 . . . . . . . . . . . 12 1𝑜 ∈ ω
2524a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → 1𝑜 ∈ ω)
265simp3d 1136 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2𝑜)
27 df-2o 7718 . . . . . . . . . . . . 13 2𝑜 = suc 1𝑜
2826, 27syl6breq 4833 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1𝑜)
2928ad2antrr 764 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1𝑜)
30 simpr 479 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ))
31 dif1en 8346 . . . . . . . . . . 11 ((1𝑜 ∈ ω ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1𝑜𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1𝑜)
3225, 29, 30, 31syl3anc 1463 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1𝑜)
33 en1uniel 8181 . . . . . . . . . 10 ((dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1𝑜 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
3432, 33syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
3534eldifad 3715 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ))
3623, 35sseldd 3733 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ 𝐷)
371, 2, 3pmtrffv 18050 . . . . . . 7 ((𝐹𝑅 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ 𝐷) → (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})))
3821, 36, 37syl2anc 696 . . . . . 6 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})))
39 iftrue 4224 . . . . . . . 8 ( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ) → if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}))
4035, 39syl 17 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}))
4126adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2𝑜)
42 en2other2 8993 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2𝑜) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4342ancoms 468 . . . . . . . 8 ((dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2𝑜𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4441, 43sylan 489 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4540, 44eqtrd 2782 . . . . . 6 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = 𝑥)
4638, 45eqtrd 2782 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = 𝑥)
4720, 46eqtrd 2782 . . . 4 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
48 ffn 6194 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝐷𝐷𝐹 Fn 𝐷)
4910, 48syl 17 . . . . . . . 8 (𝐹𝑅𝐹 Fn 𝐷)
50 fnelnfp 6595 . . . . . . . 8 ((𝐹 Fn 𝐷𝑥𝐷) → (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ↔ (𝐹𝑥) ≠ 𝑥))
5149, 50sylan 489 . . . . . . 7 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ↔ (𝐹𝑥) ≠ 𝑥))
5251necon2bbid 2963 . . . . . 6 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝑥) = 𝑥 ↔ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )))
5352biimpar 503 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹𝑥) = 𝑥)
54 fveq2 6340 . . . . . 6 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = (𝐹𝑥))
55 id 22 . . . . . 6 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹𝑥) = 𝑥)
5654, 55eqtrd 2782 . . . . 5 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
5753, 56syl 17 . . . 4 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
5847, 57pm2.61dan 867 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
59 fvco2 6423 . . . 4 ((𝐹 Fn 𝐷𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (𝐹‘(𝐹𝑥)))
6049, 59sylan 489 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (𝐹‘(𝐹𝑥)))
61 fvresi 6591 . . . 4 (𝑥𝐷 → (( I ↾ 𝐷)‘𝑥) = 𝑥)
6261adantl 473 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (( I ↾ 𝐷)‘𝑥) = 𝑥)
6358, 60, 623eqtr4d 2792 . 2 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (( I ↾ 𝐷)‘𝑥))
6414, 16, 63eqfnfvd 6465 1 (𝐹𝑅 → (𝐹𝐹) = ( I ↾ 𝐷))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1072   = wceq 1620  wcel 2127  wne 2920  Vcvv 3328  cdif 3700  wss 3703  ifcif 4218  {csn 4309   cuni 4576   class class class wbr 4792   I cid 5161  dom cdm 5254  ran crn 5255  cres 5256  ccom 5258  suc csuc 5874   Fn wfn 6032  wf 6033  cfv 6037  ωcom 7218  1𝑜c1o 7710  2𝑜c2o 7711  cen 8106  pmTrspcpmtr 18032
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1859  ax-4 1874  ax-5 1976  ax-6 2042  ax-7 2078  ax-8 2129  ax-9 2136  ax-10 2156  ax-11 2171  ax-12 2184  ax-13 2379  ax-ext 2728  ax-rep 4911  ax-sep 4921  ax-nul 4929  ax-pow 4980  ax-pr 5043  ax-un 7102
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1623  df-ex 1842  df-nf 1847  df-sb 2035  df-eu 2599  df-mo 2600  df-clab 2735  df-cleq 2741  df-clel 2744  df-nfc 2879  df-ne 2921  df-ral 3043  df-rex 3044  df-reu 3045  df-rab 3047  df-v 3330  df-sbc 3565  df-csb 3663  df-dif 3706  df-un 3708  df-in 3710  df-ss 3717  df-pss 3719  df-nul 4047  df-if 4219  df-pw 4292  df-sn 4310  df-pr 4312  df-tp 4314  df-op 4316  df-uni 4577  df-iun 4662  df-br 4793  df-opab 4853  df-mpt 4870  df-tr 4893  df-id 5162  df-eprel 5167  df-po 5175  df-so 5176  df-fr 5213  df-we 5215  df-xp 5260  df-rel 5261  df-cnv 5262  df-co 5263  df-dm 5264  df-rn 5265  df-res 5266  df-ima 5267  df-ord 5875  df-on 5876  df-lim 5877  df-suc 5878  df-iota 6000  df-fun 6039  df-fn 6040  df-f 6041  df-f1 6042  df-fo 6043  df-f1o 6044  df-fv 6045  df-om 7219  df-1o 7717  df-2o 7718  df-er 7899  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-pmtr 18033
This theorem is referenced by:  pmtrff1o  18054  pmtrfcnv  18055  symggen  18061  psgnunilem1  18084
  Copyright terms: Public domain W3C validator