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

Theorem f1finf1o 8132
 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 477 . . . 4 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴1-1𝐵)
2 f1f 6060 . . . . . . 7 (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴𝐵)
32adantl 482 . . . . . 6 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴𝐵)
4 ffn 6004 . . . . . 6 (𝐹:𝐴𝐵𝐹 Fn 𝐴)
53, 4syl 17 . . . . 5 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹 Fn 𝐴)
6 simpll 789 . . . . . 6 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐴𝐵)
7 frn 6012 . . . . . . . . . 10 (𝐹:𝐴𝐵 → ran 𝐹𝐵)
83, 7syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → ran 𝐹𝐵)
9 df-pss 3576 . . . . . . . . . 10 (ran 𝐹𝐵 ↔ (ran 𝐹𝐵 ∧ ran 𝐹𝐵))
109baib 943 . . . . . . . . 9 (ran 𝐹𝐵 → (ran 𝐹𝐵 ↔ ran 𝐹𝐵))
118, 10syl 17 . . . . . . . 8 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (ran 𝐹𝐵 ↔ ran 𝐹𝐵))
12 simplr 791 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐵 ∈ Fin)
13 relen 7905 . . . . . . . . . . . . . . 15 Rel ≈
1413brrelexi 5123 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐴𝐵𝐴 ∈ V)
156, 14syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐴 ∈ V)
1612, 15elmapd 7817 . . . . . . . . . . . 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 6107 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴1-1-onto→ran 𝐹)
1918adantl 482 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴1-1-onto→ran 𝐹)
20 f1oen3g 7916 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹 ∈ (𝐵𝑚 𝐴) ∧ 𝐹:𝐴1-1-onto→ran 𝐹) → 𝐴 ≈ ran 𝐹)
2117, 19, 20syl2anc 692 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐴 ≈ ran 𝐹)
22 php3 8091 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐵 ∈ Fin ∧ ran 𝐹𝐵) → ran 𝐹𝐵)
2322ex 450 . . . . . . . . . . 11 (𝐵 ∈ Fin → (ran 𝐹𝐵 → ran 𝐹𝐵))
2412, 23syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (ran 𝐹𝐵 → ran 𝐹𝐵))
25 ensdomtr 8041 . . . . . . . . . 10 ((𝐴 ≈ ran 𝐹 ∧ ran 𝐹𝐵) → 𝐴𝐵)
2621, 24, 25syl6an 567 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → (ran 𝐹𝐵𝐴𝐵))
27 sdomnen 7929 . . . . . . . . 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 2815 . . . . . 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 5856 . . . . 5 (𝐹:𝐴onto𝐵 ↔ (𝐹 Fn 𝐴 ∧ ran 𝐹 = 𝐵))
335, 31, 32sylanbrc 697 . . . 4 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴onto𝐵)
34 df-f1o 5857 . . . 4 (𝐹:𝐴1-1-onto𝐵 ↔ (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴onto𝐵))
351, 33, 34sylanbrc 697 . . 3 (((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴1-1𝐵) → 𝐹:𝐴1-1-onto𝐵)
3635ex 450 . 2 ((𝐴𝐵𝐵 ∈ Fin) → (𝐹:𝐴1-1𝐵𝐹:𝐴1-1-onto𝐵))
37 f1of1 6095 . 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 384   = wceq 1480   ∈ wcel 1992   ≠ wne 2796  Vcvv 3191   ⊆ wss 3560   ⊊ wpss 3561   class class class wbr 4618  ran crn 5080   Fn wfn 5845  ⟶wf 5846  –1-1→wf1 5847  –onto→wfo 5848  –1-1-onto→wf1o 5849  (class class class)co 6605   ↑𝑚 cmap 7803   ≈ cen 7897   ≺ csdm 7899  Fincfn 7900 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-ral 2917  df-rex 2918  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-br 4619  df-opab 4679  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-er 7688  df-map 7805  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904 This theorem is referenced by:  hashfac  13177  crth  15402  eulerthlem2  15406  fidomndrnglem  19220  mdetunilem8  20339  basellem4  24705  lgsqrlem4  24969  lgseisenlem2  24996
 Copyright terms: Public domain W3C validator