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Theorem crth 11811
Description: The Chinese Remainder Theorem: the function that maps  x to its remainder classes  mod  M and  mod  N is 1-1 and onto when  M and  N are coprime. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2014.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 2-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
crth.1  |-  S  =  ( 0..^ ( M  x.  N ) )
crth.2  |-  T  =  ( ( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) )
crth.3  |-  F  =  ( x  e.  S  |-> 
<. ( x  mod  M
) ,  ( x  mod  N ) >.
)
crth.4  |-  ( ph  ->  ( M  e.  NN  /\  N  e.  NN  /\  ( M  gcd  N )  =  1 ) )
Assertion
Ref Expression
crth  |-  ( ph  ->  F : S -1-1-onto-> T )
Distinct variable groups:    x, M    x, N    x, S    x, T    ph, x
Allowed substitution hint:    F( x)

Proof of Theorem crth
Dummy variables  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 elfzoelz 9879 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( 0..^ ( M  x.  N ) )  ->  x  e.  ZZ )
2 crth.1 . . . . . 6  |-  S  =  ( 0..^ ( M  x.  N ) )
31, 2eleq2s 2212 . . . . 5  |-  ( x  e.  S  ->  x  e.  ZZ )
4 simpr 109 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ZZ )  ->  x  e.  ZZ )
5 crth.4 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  ( M  e.  NN  /\  N  e.  NN  /\  ( M  gcd  N )  =  1 ) )
65simp1d 978 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  M  e.  NN )
76adantr 274 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ZZ )  ->  M  e.  NN )
8 zmodfzo 10075 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  ZZ  /\  M  e.  NN )  ->  ( x  mod  M
)  e.  ( 0..^ M ) )
94, 7, 8syl2anc 408 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ZZ )  ->  ( x  mod  M )  e.  ( 0..^ M ) )
105simp2d 979 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  N  e.  NN )
1110adantr 274 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ZZ )  ->  N  e.  NN )
12 zmodfzo 10075 . . . . . . . 8  |-  ( ( x  e.  ZZ  /\  N  e.  NN )  ->  ( x  mod  N
)  e.  ( 0..^ N ) )
134, 11, 12syl2anc 408 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ZZ )  ->  ( x  mod  N )  e.  ( 0..^ N ) )
14 opelxpi 4541 . . . . . . 7  |-  ( ( ( x  mod  M
)  e.  ( 0..^ M )  /\  (
x  mod  N )  e.  ( 0..^ N ) )  ->  <. ( x  mod  M ) ,  ( x  mod  N
) >.  e.  ( ( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) ) )
159, 13, 14syl2anc 408 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ZZ )  ->  <. (
x  mod  M ) ,  ( x  mod  N ) >.  e.  (
( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) ) )
16 crth.2 . . . . . 6  |-  T  =  ( ( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) )
1715, 16eleqtrrdi 2211 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ZZ )  ->  <. (
x  mod  M ) ,  ( x  mod  N ) >.  e.  T
)
183, 17sylan2 284 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  S )  ->  <. (
x  mod  M ) ,  ( x  mod  N ) >.  e.  T
)
19 crth.3 . . . 4  |-  F  =  ( x  e.  S  |-> 
<. ( x  mod  M
) ,  ( x  mod  N ) >.
)
2018, 19fmptd 5542 . . 3  |-  ( ph  ->  F : S --> T )
21 simprl 505 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
y  e.  S )
22 elfzoelz 9879 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  e.  ( 0..^ ( M  x.  N ) )  ->  y  e.  ZZ )
2322, 2eleq2s 2212 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  e.  S  ->  y  e.  ZZ )
2423ad2antrl 481 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
y  e.  ZZ )
25 zq 9374 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  ZZ  ->  y  e.  QQ )
2624, 25syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
y  e.  QQ )
276adantr 274 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  ->  M  e.  NN )
28 nnq 9381 . . . . . . . . . . 11  |-  ( M  e.  NN  ->  M  e.  QQ )
2927, 28syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  ->  M  e.  QQ )
3027nngt0d 8728 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
0  <  M )
3126, 29, 30modqcld 10056 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( y  mod  M
)  e.  QQ )
3210adantr 274 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  ->  N  e.  NN )
33 nnq 9381 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  QQ )
3432, 33syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  ->  N  e.  QQ )
3532nngt0d 8728 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
0  <  N )
3626, 34, 35modqcld 10056 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( y  mod  N
)  e.  QQ )
37 opexg 4120 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( y  mod  M
)  e.  QQ  /\  ( y  mod  N
)  e.  QQ )  ->  <. ( y  mod 
M ) ,  ( y  mod  N )
>.  e.  _V )
3831, 36, 37syl2anc 408 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  ->  <. ( y  mod  M
) ,  ( y  mod  N ) >.  e.  _V )
39 oveq1 5749 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  y  ->  (
x  mod  M )  =  ( y  mod 
M ) )
40 oveq1 5749 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  y  ->  (
x  mod  N )  =  ( y  mod 
N ) )
4139, 40opeq12d 3683 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  y  ->  <. (
x  mod  M ) ,  ( x  mod  N ) >.  =  <. ( y  mod  M ) ,  ( y  mod 
N ) >. )
4241, 19fvmptg 5465 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  S  /\  <.
( y  mod  M
) ,  ( y  mod  N ) >.  e.  _V )  ->  ( F `  y )  =  <. ( y  mod 
M ) ,  ( y  mod  N )
>. )
4321, 38, 42syl2anc 408 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( F `  y
)  =  <. (
y  mod  M ) ,  ( y  mod 
N ) >. )
44 simprr 506 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
z  e.  S )
45 elfzoelz 9879 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( z  e.  ( 0..^ ( M  x.  N ) )  ->  z  e.  ZZ )
4645, 2eleq2s 2212 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( z  e.  S  ->  z  e.  ZZ )
4744, 46syl 14 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
z  e.  ZZ )
48 zq 9374 . . . . . . . . . . 11  |-  ( z  e.  ZZ  ->  z  e.  QQ )
4947, 48syl 14 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
z  e.  QQ )
5049, 29, 30modqcld 10056 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( z  mod  M
)  e.  QQ )
5149, 34, 35modqcld 10056 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( z  mod  N
)  e.  QQ )
52 opexg 4120 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( z  mod  M
)  e.  QQ  /\  ( z  mod  N
)  e.  QQ )  ->  <. ( z  mod 
M ) ,  ( z  mod  N )
>.  e.  _V )
5350, 51, 52syl2anc 408 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  ->  <. ( z  mod  M
) ,  ( z  mod  N ) >.  e.  _V )
54 oveq1 5749 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  z  ->  (
x  mod  M )  =  ( z  mod 
M ) )
55 oveq1 5749 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  z  ->  (
x  mod  N )  =  ( z  mod 
N ) )
5654, 55opeq12d 3683 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  z  ->  <. (
x  mod  M ) ,  ( x  mod  N ) >.  =  <. ( z  mod  M ) ,  ( z  mod 
N ) >. )
5756, 19fvmptg 5465 . . . . . . . 8  |-  ( ( z  e.  S  /\  <.
( z  mod  M
) ,  ( z  mod  N ) >.  e.  _V )  ->  ( F `  z )  =  <. ( z  mod 
M ) ,  ( z  mod  N )
>. )
5844, 53, 57syl2anc 408 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( F `  z
)  =  <. (
z  mod  M ) ,  ( z  mod 
N ) >. )
5943, 58eqeq12d 2132 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( F `  y )  =  ( F `  z )  <->  <. ( y  mod  M
) ,  ( y  mod  N ) >.  =  <. ( z  mod 
M ) ,  ( z  mod  N )
>. ) )
60 opthg 4130 . . . . . . 7  |-  ( ( ( y  mod  M
)  e.  QQ  /\  ( y  mod  N
)  e.  QQ )  ->  ( <. (
y  mod  M ) ,  ( y  mod 
N ) >.  =  <. ( z  mod  M ) ,  ( z  mod 
N ) >.  <->  ( (
y  mod  M )  =  ( z  mod 
M )  /\  (
y  mod  N )  =  ( z  mod 
N ) ) ) )
6131, 36, 60syl2anc 408 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( <. ( y  mod 
M ) ,  ( y  mod  N )
>.  =  <. ( z  mod  M ) ,  ( z  mod  N
) >. 
<->  ( ( y  mod 
M )  =  ( z  mod  M )  /\  ( y  mod 
N )  =  ( z  mod  N ) ) ) )
6259, 61bitrd 187 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( F `  y )  =  ( F `  z )  <-> 
( ( y  mod 
M )  =  ( z  mod  M )  /\  ( y  mod 
N )  =  ( z  mod  N ) ) ) )
6327nnzd 9130 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  ->  M  e.  ZZ )
6432nnzd 9130 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  ->  N  e.  ZZ )
6521, 2eleqtrdi 2210 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
y  e.  ( 0..^ ( M  x.  N
) ) )
6665, 22syl 14 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
y  e.  ZZ )
6744, 2eleqtrdi 2210 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
z  e.  ( 0..^ ( M  x.  N
) ) )
6867, 45syl 14 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
z  e.  ZZ )
6966, 68zsubcld 9136 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( y  -  z
)  e.  ZZ )
705simp3d 980 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( M  gcd  N
)  =  1 )
7170adantr 274 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( M  gcd  N
)  =  1 )
72 coprmdvds2 11686 . . . . . . 7  |-  ( ( ( M  e.  ZZ  /\  N  e.  ZZ  /\  ( y  -  z
)  e.  ZZ )  /\  ( M  gcd  N )  =  1 )  ->  ( ( M 
||  ( y  -  z )  /\  N  ||  ( y  -  z
) )  ->  ( M  x.  N )  ||  ( y  -  z
) ) )
7363, 64, 69, 71, 72syl31anc 1204 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( M  ||  ( y  -  z
)  /\  N  ||  (
y  -  z ) )  ->  ( M  x.  N )  ||  (
y  -  z ) ) )
74 moddvds 11414 . . . . . . . 8  |-  ( ( M  e.  NN  /\  y  e.  ZZ  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( y  mod  M
)  =  ( z  mod  M )  <->  M  ||  (
y  -  z ) ) )
7527, 66, 68, 74syl3anc 1201 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( y  mod 
M )  =  ( z  mod  M )  <-> 
M  ||  ( y  -  z ) ) )
76 moddvds 11414 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  NN  /\  y  e.  ZZ  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( y  mod  N
)  =  ( z  mod  N )  <->  N  ||  (
y  -  z ) ) )
7732, 66, 68, 76syl3anc 1201 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( y  mod 
N )  =  ( z  mod  N )  <-> 
N  ||  ( y  -  z ) ) )
7875, 77anbi12d 464 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( ( y  mod  M )  =  ( z  mod  M
)  /\  ( y  mod  N )  =  ( z  mod  N ) )  <->  ( M  ||  ( y  -  z
)  /\  N  ||  (
y  -  z ) ) ) )
79 qmulcl 9385 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  QQ  /\  N  e.  QQ )  ->  ( M  x.  N
)  e.  QQ )
8029, 34, 79syl2anc 408 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( M  x.  N
)  e.  QQ )
81 elfzole1 9887 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  ( 0..^ ( M  x.  N ) )  ->  0  <_  y )
8265, 81syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
0  <_  y )
83 elfzolt2 9888 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  ( 0..^ ( M  x.  N ) )  ->  y  <  ( M  x.  N ) )
8465, 83syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
y  <  ( M  x.  N ) )
85 modqid 10077 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( y  e.  QQ  /\  ( M  x.  N
)  e.  QQ )  /\  ( 0  <_ 
y  /\  y  <  ( M  x.  N ) ) )  ->  (
y  mod  ( M  x.  N ) )  =  y )
8626, 80, 82, 84, 85syl22anc 1202 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( y  mod  ( M  x.  N )
)  =  y )
87 elfzole1 9887 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  e.  ( 0..^ ( M  x.  N ) )  ->  0  <_  z )
8867, 87syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
0  <_  z )
89 elfzolt2 9888 . . . . . . . . . 10  |-  ( z  e.  ( 0..^ ( M  x.  N ) )  ->  z  <  ( M  x.  N ) )
9067, 89syl 14 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
z  <  ( M  x.  N ) )
91 modqid 10077 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( z  e.  QQ  /\  ( M  x.  N
)  e.  QQ )  /\  ( 0  <_ 
z  /\  z  <  ( M  x.  N ) ) )  ->  (
z  mod  ( M  x.  N ) )  =  z )
9249, 80, 88, 90, 91syl22anc 1202 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( z  mod  ( M  x.  N )
)  =  z )
9386, 92eqeq12d 2132 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( y  mod  ( M  x.  N
) )  =  ( z  mod  ( M  x.  N ) )  <-> 
y  =  z ) )
9427, 32nnmulcld 8733 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( M  x.  N
)  e.  NN )
95 moddvds 11414 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( M  x.  N
)  e.  NN  /\  y  e.  ZZ  /\  z  e.  ZZ )  ->  (
( y  mod  ( M  x.  N )
)  =  ( z  mod  ( M  x.  N ) )  <->  ( M  x.  N )  ||  (
y  -  z ) ) )
9694, 66, 68, 95syl3anc 1201 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( y  mod  ( M  x.  N
) )  =  ( z  mod  ( M  x.  N ) )  <-> 
( M  x.  N
)  ||  ( y  -  z ) ) )
9793, 96bitr3d 189 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( y  =  z  <-> 
( M  x.  N
)  ||  ( y  -  z ) ) )
9873, 78, 973imtr4d 202 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( ( y  mod  M )  =  ( z  mod  M
)  /\  ( y  mod  N )  =  ( z  mod  N ) )  ->  y  =  z ) )
9962, 98sylbid 149 . . . 4  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  S  /\  z  e.  S ) )  -> 
( ( F `  y )  =  ( F `  z )  ->  y  =  z ) )
10099ralrimivva 2491 . . 3  |-  ( ph  ->  A. y  e.  S  A. z  e.  S  ( ( F `  y )  =  ( F `  z )  ->  y  =  z ) )
101 dff13 5637 . . 3  |-  ( F : S -1-1-> T  <->  ( F : S --> T  /\  A. y  e.  S  A. z  e.  S  (
( F `  y
)  =  ( F `
 z )  -> 
y  =  z ) ) )
10220, 100, 101sylanbrc 413 . 2  |-  ( ph  ->  F : S -1-1-> T
)
103 nnnn0 8942 . . . . . 6  |-  ( M  e.  NN  ->  M  e.  NN0 )
104 nnnn0 8942 . . . . . 6  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  NN0 )
105 hashfzo0 10524 . . . . . . . . 9  |-  ( M  e.  NN0  ->  ( `  (
0..^ M ) )  =  M )
106 hashfzo0 10524 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN0  ->  ( `  (
0..^ N ) )  =  N )
107105, 106oveqan12d 5761 . . . . . . . 8  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( `  (
0..^ M ) )  x.  ( `  (
0..^ N ) ) )  =  ( M  x.  N ) )
108 0z 9023 . . . . . . . . . 10  |-  0  e.  ZZ
109 simpl 108 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  ->  M  e.  NN0 )
110109nn0zd 9129 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  ->  M  e.  ZZ )
111 fzofig 10160 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 0  e.  ZZ  /\  M  e.  ZZ )  ->  ( 0..^ M )  e.  Fin )
112108, 110, 111sylancr 410 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( 0..^ M )  e.  Fin )
113 nn0z 9032 . . . . . . . . . . 11  |-  ( N  e.  NN0  ->  N  e.  ZZ )
114113adantl 275 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  ->  N  e.  ZZ )
115 fzofig 10160 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 0  e.  ZZ  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( 0..^ N )  e.  Fin )
116108, 114, 115sylancr 410 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( 0..^ N )  e.  Fin )
117 hashxp 10527 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( 0..^ M )  e.  Fin  /\  (
0..^ N )  e. 
Fin )  ->  ( `  ( ( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) ) )  =  ( ( `  (
0..^ M ) )  x.  ( `  (
0..^ N ) ) ) )
118112, 116, 117syl2anc 408 . . . . . . . 8  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( `  ( ( 0..^ M )  X.  (
0..^ N ) ) )  =  ( ( `  ( 0..^ M ) )  x.  ( `  (
0..^ N ) ) ) )
119 nn0mulcl 8971 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( M  x.  N
)  e.  NN0 )
120 hashfzo0 10524 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  x.  N )  e.  NN0  ->  ( `  (
0..^ ( M  x.  N ) ) )  =  ( M  x.  N ) )
121119, 120syl 14 . . . . . . . 8  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( `  ( 0..^ ( M  x.  N ) ) )  =  ( M  x.  N ) )
122107, 118, 1213eqtr4rd 2161 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( `  ( 0..^ ( M  x.  N ) ) )  =  ( `  ( ( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) ) ) )
123119nn0zd 9129 . . . . . . . . 9  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( M  x.  N
)  e.  ZZ )
124 fzofig 10160 . . . . . . . . 9  |-  ( ( 0  e.  ZZ  /\  ( M  x.  N
)  e.  ZZ )  ->  ( 0..^ ( M  x.  N ) )  e.  Fin )
125108, 123, 124sylancr 410 . . . . . . . 8  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( 0..^ ( M  x.  N ) )  e.  Fin )
126 xpfi 6786 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( 0..^ M )  e.  Fin  /\  (
0..^ N )  e. 
Fin )  ->  (
( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) )  e.  Fin )
127112, 116, 126syl2anc 408 . . . . . . . 8  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) )  e. 
Fin )
128 hashen 10485 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( 0..^ ( M  x.  N ) )  e.  Fin  /\  (
( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) )  e.  Fin )  ->  ( ( `  (
0..^ ( M  x.  N ) ) )  =  ( `  (
( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) ) )  <->  ( 0..^ ( M  x.  N
) )  ~~  (
( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) ) ) )
129125, 127, 128syl2anc 408 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( ( `  (
0..^ ( M  x.  N ) ) )  =  ( `  (
( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) ) )  <->  ( 0..^ ( M  x.  N
) )  ~~  (
( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) ) ) )
130122, 129mpbid 146 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  NN0  /\  N  e.  NN0 )  -> 
( 0..^ ( M  x.  N ) ) 
~~  ( ( 0..^ M )  X.  (
0..^ N ) ) )
131103, 104, 130syl2an 287 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  NN  /\  N  e.  NN )  ->  ( 0..^ ( M  x.  N ) ) 
~~  ( ( 0..^ M )  X.  (
0..^ N ) ) )
1326, 10, 131syl2anc 408 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( 0..^ ( M  x.  N ) ) 
~~  ( ( 0..^ M )  X.  (
0..^ N ) ) )
133132, 2, 163brtr4g 3932 . . 3  |-  ( ph  ->  S  ~~  T )
1346nnnn0d 8988 . . . . 5  |-  ( ph  ->  M  e.  NN0 )
13510nnnn0d 8988 . . . . 5  |-  ( ph  ->  N  e.  NN0 )
136134, 135, 127syl2anc 408 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( 0..^ M )  X.  ( 0..^ N ) )  e. 
Fin )
13716, 136eqeltrid 2204 . . 3  |-  ( ph  ->  T  e.  Fin )
138 f1finf1o 6803 . . 3  |-  ( ( S  ~~  T  /\  T  e.  Fin )  ->  ( F : S -1-1-> T  <-> 
F : S -1-1-onto-> T ) )
139133, 137, 138syl2anc 408 . 2  |-  ( ph  ->  ( F : S -1-1-> T  <-> 
F : S -1-1-onto-> T ) )
140102, 139mpbid 146 1  |-  ( ph  ->  F : S -1-1-onto-> T )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104    /\ w3a 947    = wceq 1316    e. wcel 1465   A.wral 2393   _Vcvv 2660   <.cop 3500   class class class wbr 3899    |-> cmpt 3959    X. cxp 4507   -->wf 5089   -1-1->wf1 5090   -1-1-onto->wf1o 5092   ` cfv 5093  (class class class)co 5742    ~~ cen 6600   Fincfn 6602   0cc0 7588   1c1 7589    x. cmul 7593    < clt 7768    <_ cle 7769    - cmin 7901   NNcn 8684   NN0cn0 8935   ZZcz 9012   QQcq 9367  ..^cfzo 9874    mod cmo 10050  ♯chash 10476    || cdvds 11405    gcd cgcd 11547
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 588  ax-in2 589  ax-io 683  ax-5 1408  ax-7 1409  ax-gen 1410  ax-ie1 1454  ax-ie2 1455  ax-8 1467  ax-10 1468  ax-11 1469  ax-i12 1470  ax-bndl 1471  ax-4 1472  ax-13 1476  ax-14 1477  ax-17 1491  ax-i9 1495  ax-ial 1499  ax-i5r 1500  ax-ext 2099  ax-coll 4013  ax-sep 4016  ax-nul 4024  ax-pow 4068  ax-pr 4101  ax-un 4325  ax-setind 4422  ax-iinf 4472  ax-cnex 7679  ax-resscn 7680  ax-1cn 7681  ax-1re 7682  ax-icn 7683  ax-addcl 7684  ax-addrcl 7685  ax-mulcl 7686  ax-mulrcl 7687  ax-addcom 7688  ax-mulcom 7689  ax-addass 7690  ax-mulass 7691  ax-distr 7692  ax-i2m1 7693  ax-0lt1 7694  ax-1rid 7695  ax-0id 7696  ax-rnegex 7697  ax-precex 7698  ax-cnre 7699  ax-pre-ltirr 7700  ax-pre-ltwlin 7701  ax-pre-lttrn 7702  ax-pre-apti 7703  ax-pre-ltadd 7704  ax-pre-mulgt0 7705  ax-pre-mulext 7706  ax-arch 7707  ax-caucvg 7708
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-dc 805  df-3or 948  df-3an 949  df-tru 1319  df-fal 1322  df-nf 1422  df-sb 1721  df-eu 1980  df-mo 1981  df-clab 2104  df-cleq 2110  df-clel 2113  df-nfc 2247  df-ne 2286  df-nel 2381  df-ral 2398  df-rex 2399  df-reu 2400  df-rmo 2401  df-rab 2402  df-v 2662  df-sbc 2883  df-csb 2976  df-dif 3043  df-un 3045  df-in 3047  df-ss 3054  df-nul 3334  df-if 3445  df-pw 3482  df-sn 3503  df-pr 3504  df-op 3506  df-uni 3707  df-int 3742  df-iun 3785  df-br 3900  df-opab 3960  df-mpt 3961  df-tr 3997  df-id 4185  df-po 4188  df-iso 4189  df-iord 4258  df-on 4260  df-ilim 4261  df-suc 4263  df-iom 4475  df-xp 4515  df-rel 4516  df-cnv 4517  df-co 4518  df-dm 4519  df-rn 4520  df-res 4521  df-ima 4522  df-iota 5058  df-fun 5095  df-fn 5096  df-f 5097  df-f1 5098  df-fo 5099  df-f1o 5100  df-fv 5101  df-riota 5698  df-ov 5745  df-oprab 5746  df-mpo 5747  df-1st 6006  df-2nd 6007  df-recs 6170  df-irdg 6235  df-frec 6256  df-1o 6281  df-oadd 6285  df-er 6397  df-en 6603  df-dom 6604  df-fin 6605  df-sup 6839  df-pnf 7770  df-mnf 7771  df-xr 7772  df-ltxr 7773  df-le 7774  df-sub 7903  df-neg 7904  df-reap 8304  df-ap 8311  df-div 8400  df-inn 8685  df-2 8743  df-3 8744  df-4 8745  df-n0 8936  df-z 9013  df-uz 9283  df-q 9368  df-rp 9398  df-fz 9746  df-fzo 9875  df-fl 9998  df-mod 10051  df-seqfrec 10174  df-exp 10248  df-ihash 10477  df-cj 10569  df-re 10570  df-im 10571  df-rsqrt 10725  df-abs 10726  df-dvds 11406  df-gcd 11548
This theorem is referenced by:  phimullem  11812
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