Theorem hmeoimaf1o 15125

Description: The function mapping open sets to their images under a homeomorphism is a bijection of topologies. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Sep-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
hmeoimaf1o.1	|- G = ( x e. J |-> ( F " x ) )

Assertion

Ref	Expression
hmeoimaf1o	|- ( F e. ( J Homeo K ) -> G : J -1-1-onto-> K )

Distinct variable groups:   x, F   x, J   x, K

Allowed substitution hint:   G( x)

Proof of Theorem hmeoimaf1o

Dummy variable y is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		hmeoimaf1o.1	. 2 |- G = ( x e. J |-> ( F " x ) )
2		hmeoima 15121	. 2 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ x e. J ) -> ( F " x ) e. K )
3		hmeocn 15116	. . 3 |- ( F e. ( J Homeo K ) -> F e. ( J Cn K ) )
4		cnima 15031	. . 3 |- ( ( F e. ( J Cn K ) /\ y e. K ) -> ( `' F " y ) e. J )
5	3, 4	sylan 283	. 2 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ y e. K ) -> ( `' F " y ) e. J )
6		eqid 2231	. . . . . . 7 |- U. J = U. J
7		eqid 2231	. . . . . . 7 |- U. K = U. K
8	6, 7	hmeof1o 15120	. . . . . 6 |- ( F e. ( J Homeo K ) -> F : U. J -1-1-onto-> U. K )
9	8	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> F : U. J -1-1-onto-> U. K )
10		f1of1 5591	. . . . 5 |- ( F : U. J -1-1-onto-> U. K -> F : U. J -1-1-> U. K )
11	9, 10	syl 14	. . . 4 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> F : U. J -1-1-> U. K )
12		elssuni 3926	. . . . 5 |- ( x e. J -> x C_ U. J )
13	12	ad2antrl 490	. . . 4 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> x C_ U. J )
14		cnvimass 5106	. . . . 5 |- ( `' F " y ) C_ dom F
15		f1dm 5556	. . . . . 6 |- ( F : U. J -1-1-> U. K -> dom F = U. J )
16	11, 15	syl 14	. . . . 5 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> dom F = U. J )
17	14, 16	sseqtrid 3278	. . . 4 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> ( `' F " y ) C_ U. J )
18		f1imaeq 5926	. . . 4 |- ( ( F : U. J -1-1-> U. K /\ ( x C_ U. J /\ ( `' F " y ) C_ U. J ) ) -> ( ( F " x ) = ( F " ( `' F " y ) ) <-> x = ( `' F " y ) ) )
19	11, 13, 17, 18	syl12anc 1272	. . 3 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> ( ( F " x ) = ( F " ( `' F " y ) ) <-> x = ( `' F " y ) ) )
20		f1ofo 5599	. . . . . . 7 |- ( F : U. J -1-1-onto-> U. K -> F : U. J -onto-> U. K )
21	9, 20	syl 14	. . . . . 6 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> F : U. J -onto-> U. K )
22		elssuni 3926	. . . . . . 7 |- ( y e. K -> y C_ U. K )
23	22	ad2antll 491	. . . . . 6 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> y C_ U. K )
24		foimacnv 5610	. . . . . 6 |- ( ( F : U. J -onto-> U. K /\ y C_ U. K ) -> ( F " ( `' F " y ) ) = y )
25	21, 23, 24	syl2anc 411	. . . . 5 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> ( F " ( `' F " y ) ) = y )
26	25	eqeq2d 2243	. . . 4 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> ( ( F " x ) = ( F " ( `' F " y ) ) <-> ( F " x ) = y ) )
27		eqcom 2233	. . . 4 |- ( ( F " x ) = y <-> y = ( F " x ) )
28	26, 27	bitrdi 196	. . 3 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> ( ( F " x ) = ( F " ( `' F " y ) ) <-> y = ( F " x ) ) )
29	19, 28	bitr3d 190	. 2 |- ( ( F e. ( J Homeo K ) /\ ( x e. J /\ y e. K ) ) -> ( x = ( `' F " y ) <-> y = ( F " x ) ) )
30	1, 2, 5, 29	f1o2d 6238	1 |- ( F e. ( J Homeo K ) -> G : J -1-1-onto-> K )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1398   e. wcel 2202   C_ wss 3201   U.cuni 3898   |-> cmpt 4155   `'ccnv 4730   dom cdm 4731   "cima 4734   -1-1->wf1 5330   -onto->wfo 5331   -1-1-onto->wf1o 5332  (class class class)co 6028   Cn ccn 14996   Homeochmeo 15111

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-sep 4212  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-ral 2516  df-rex 2517  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-iun 3977  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-id 4396  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-map 6862  df-top 14809  df-topon 14822  df-cn 14999  df-hmeo 15112

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