Theorem reeff1o 13334

Description: The real exponential function is one-to-one onto. (Contributed by Paul Chapman, 18-Oct-2007.) (Revised by Mario Carneiro, 10-Nov-2013.)

Assertion

Ref	Expression
reeff1o	|- ( exp |` RR ) : RR -1-1-onto-> RR+

Proof of Theorem reeff1o

Dummy variables x z are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		reeff1 11641	. 2 |- ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+
2		f1f 5393	. . . 4 |- ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+ -> ( exp |` RR ) : RR --> RR+ )
3		ffn 5337	. . . 4 |- ( ( exp |` RR ) : RR --> RR+ -> ( exp |` RR ) Fn RR )
4	1, 2, 3	mp2b 8	. . 3 |- ( exp |` RR ) Fn RR
5		frn 5346	. . . . 5 |- ( ( exp |` RR ) : RR --> RR+ -> ran ( exp |` RR ) C_ RR+ )
6	1, 2, 5	mp2b 8	. . . 4 |- ran ( exp |` RR ) C_ RR+
7		rpre 9596	. . . . . . . . 9 |- ( z e. RR+ -> z e. RR )
8		reeff1olem 13332	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR /\ 1 < z ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
9	7, 8	sylan 281	. . . . . . . 8 |- ( ( z e. RR+ /\ 1 < z ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
10	7	adantr 274	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> z e. RR )
11		rpgt0 9601	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR+ -> 0 < z )
12	11	adantr 274	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> 0 < z )
13		simpr 109	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> z < _e )
14		0xr 7945	. . . . . . . . . . 11 |- 0 e. RR*
15		ere 11611	. . . . . . . . . . . 12 |- _e e. RR
16	15	rexri 7956	. . . . . . . . . . 11 |- _e e. RR*
17		elioo2 9857	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( 0 e. RR* /\ _e e. RR* ) -> ( z e. ( 0 (,) _e ) <-> ( z e. RR /\ 0 < z /\ z < _e ) ) )
18	14, 16, 17	mp2an 423	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. ( 0 (,) _e ) <-> ( z e. RR /\ 0 < z /\ z < _e ) )
19		reeff1oleme 13333	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. ( 0 (,) _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
20	18, 19	sylbir 134	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR /\ 0 < z /\ z < _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
21	10, 12, 13, 20	syl3anc 1228	. . . . . . . 8 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
22		1lt2 9026	. . . . . . . . . 10 |- 1 < 2
23		egt2lt3 11720	. . . . . . . . . . 11 |- ( 2 < _e /\ _e < 3 )
24	23	simpli 110	. . . . . . . . . 10 |- 2 < _e
25		1re 7898	. . . . . . . . . . 11 |- 1 e. RR
26		2re 8927	. . . . . . . . . . 11 |- 2 e. RR
27	25, 26, 15	lttri 8003	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 1 < 2 /\ 2 < _e ) -> 1 < _e )
28	22, 24, 27	mp2an 423	. . . . . . . . 9 |- 1 < _e
29		1red 7914	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR+ -> 1 e. RR )
30	15	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR+ -> _e e. RR )
31		axltwlin 7966	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 1 e. RR /\ _e e. RR /\ z e. RR ) -> ( 1 < _e -> ( 1 < z \/ z < _e ) ) )
32	29, 30, 7, 31	syl3anc 1228	. . . . . . . . 9 |- ( z e. RR+ -> ( 1 < _e -> ( 1 < z \/ z < _e ) ) )
33	28, 32	mpi 15	. . . . . . . 8 |- ( z e. RR+ -> ( 1 < z \/ z < _e ) )
34	9, 21, 33	mpjaodan 788	. . . . . . 7 |- ( z e. RR+ -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
35		fvres 5510	. . . . . . . . 9 |- ( x e. RR -> ( ( exp |` RR ) ` x ) = ( exp ` x ) )
36	35	eqeq1d 2174	. . . . . . . 8 |- ( x e. RR -> ( ( ( exp |` RR ) ` x ) = z <-> ( exp ` x ) = z ) )
37	36	rexbiia 2481	. . . . . . 7 |- ( E. x e. RR ( ( exp |` RR ) ` x ) = z <-> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
38	34, 37	sylibr 133	. . . . . 6 |- ( z e. RR+ -> E. x e. RR ( ( exp |` RR ) ` x ) = z )
39		fvelrnb 5534	. . . . . . 7 |- ( ( exp |` RR ) Fn RR -> ( z e. ran ( exp |` RR ) <-> E. x e. RR ( ( exp |` RR ) ` x ) = z ) )
40	4, 39	ax-mp 5	. . . . . 6 |- ( z e. ran ( exp |` RR ) <-> E. x e. RR ( ( exp |` RR ) ` x ) = z )
41	38, 40	sylibr 133	. . . . 5 |- ( z e. RR+ -> z e. ran ( exp |` RR ) )
42	41	ssriv 3146	. . . 4 |- RR+ C_ ran ( exp |` RR )
43	6, 42	eqssi 3158	. . 3 |- ran ( exp |` RR ) = RR+
44		df-fo 5194	. . 3 |- ( ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+ <-> ( ( exp |` RR ) Fn RR /\ ran ( exp |` RR ) = RR+ ) )
45	4, 43, 44	mpbir2an 932	. 2 |- ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+
46		df-f1o 5195	. 2 |- ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-onto-> RR+ <-> ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+ /\ ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+ ) )
47	1, 45, 46	mpbir2an 932	1 |- ( exp |` RR ) : RR -1-1-onto-> RR+

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   \/ wo 698   /\ w3a 968   = wceq 1343   e. wcel 2136   E.wrex 2445   C_ wss 3116   class class class wbr 3982   ran crn 4605   |` cres 4606   Fn wfn 5183   -->wf 5184   -1-1->wf1 5185   -onto->wfo 5186   -1-1-onto->wf1o 5187   ` cfv 5188  (class class class)co 5842   RRcr 7752   0cc0 7753   1c1 7754   RR*cxr 7932   < clt 7933   2c2 8908   3c3 8909   RR+crp 9589   (,)cioo 9824   expce 11583   _eceu 11584

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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-coll 4097  ax-sep 4100  ax-nul 4108  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514  ax-iinf 4565  ax-cnex 7844  ax-resscn 7845  ax-1cn 7846  ax-1re 7847  ax-icn 7848  ax-addcl 7849  ax-addrcl 7850  ax-mulcl 7851  ax-mulrcl 7852  ax-addcom 7853  ax-mulcom 7854  ax-addass 7855  ax-mulass 7856  ax-distr 7857  ax-i2m1 7858  ax-0lt1 7859  ax-1rid 7860  ax-0id 7861  ax-rnegex 7862  ax-precex 7863  ax-cnre 7864  ax-pre-ltirr 7865  ax-pre-ltwlin 7866  ax-pre-lttrn 7867  ax-pre-apti 7868  ax-pre-ltadd 7869  ax-pre-mulgt0 7870  ax-pre-mulext 7871  ax-arch 7872  ax-caucvg 7873  ax-pre-suploc 7874  ax-addf 7875  ax-mulf 7876

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 821  df-dc 825  df-3or 969  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-nel 2432  df-ral 2449  df-rex 2450  df-reu 2451  df-rmo 2452  df-rab 2453  df-v 2728  df-sbc 2952  df-csb 3046  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-nul 3410  df-if 3521  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-iun 3868  df-disj 3960  df-br 3983  df-opab 4044  df-mpt 4045  df-tr 4081  df-id 4271  df-po 4274  df-iso 4275  df-iord 4344  df-on 4346  df-ilim 4347  df-suc 4349  df-iom 4568  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-f1 5193  df-fo 5194  df-f1o 5195  df-fv 5196  df-isom 5197  df-riota 5798  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-of 6050  df-1st 6108  df-2nd 6109  df-recs 6273  df-irdg 6338  df-frec 6359  df-1o 6384  df-oadd 6388  df-er 6501  df-map 6616  df-pm 6617  df-en 6707  df-dom 6708  df-fin 6709  df-sup 6949  df-inf 6950  df-pnf 7935  df-mnf 7936  df-xr 7937  df-ltxr 7938  df-le 7939  df-sub 8071  df-neg 8072  df-reap 8473  df-ap 8480  df-div 8569  df-inn 8858  df-2 8916  df-3 8917  df-4 8918  df-n0 9115  df-z 9192  df-uz 9467  df-q 9558  df-rp 9590  df-xneg 9708  df-xadd 9709  df-ioo 9828  df-ico 9830  df-icc 9831  df-fz 9945  df-fzo 10078  df-seqfrec 10381  df-exp 10455  df-fac 10639  df-bc 10661  df-ihash 10689  df-shft 10757  df-cj 10784  df-re 10785  df-im 10786  df-rsqrt 10940  df-abs 10941  df-clim 11220  df-sumdc 11295  df-ef 11589  df-e 11590  df-rest 12558  df-topgen 12577  df-psmet 12627  df-xmet 12628  df-met 12629  df-bl 12630  df-mopn 12631  df-top 12636  df-topon 12649  df-bases 12681  df-ntr 12736  df-cn 12828  df-cnp 12829  df-tx 12893  df-cncf 13198  df-limced 13265  df-dvap 13266

This theorem is referenced by:  reefiso  13338  dfrelog  13421  relogf1o  13422  reeflog  13424