Theorem reeff1o 14279

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 11710	. 2 |- ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+
2		f1f 5423	. . . 4 |- ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+ -> ( exp |` RR ) : RR --> RR+ )
3		ffn 5367	. . . 4 |- ( ( exp |` RR ) : RR --> RR+ -> ( exp |` RR ) Fn RR )
4	1, 2, 3	mp2b 8	. . 3 |- ( exp |` RR ) Fn RR
5		frn 5376	. . . . 5 |- ( ( exp |` RR ) : RR --> RR+ -> ran ( exp |` RR ) C_ RR+ )
6	1, 2, 5	mp2b 8	. . . 4 |- ran ( exp |` RR ) C_ RR+
7		rpre 9662	. . . . . . . . 9 |- ( z e. RR+ -> z e. RR )
8		reeff1olem 14277	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR /\ 1 < z ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
9	7, 8	sylan 283	. . . . . . . 8 |- ( ( z e. RR+ /\ 1 < z ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
10	7	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> z e. RR )
11		rpgt0 9667	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR+ -> 0 < z )
12	11	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> 0 < z )
13		simpr 110	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> z < _e )
14		0xr 8006	. . . . . . . . . . 11 |- 0 e. RR*
15		ere 11680	. . . . . . . . . . . 12 |- _e e. RR
16	15	rexri 8017	. . . . . . . . . . 11 |- _e e. RR*
17		elioo2 9923	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( 0 e. RR* /\ _e e. RR* ) -> ( z e. ( 0 (,) _e ) <-> ( z e. RR /\ 0 < z /\ z < _e ) ) )
18	14, 16, 17	mp2an 426	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. ( 0 (,) _e ) <-> ( z e. RR /\ 0 < z /\ z < _e ) )
19		reeff1oleme 14278	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. ( 0 (,) _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
20	18, 19	sylbir 135	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. RR /\ 0 < z /\ z < _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
21	10, 12, 13, 20	syl3anc 1238	. . . . . . . 8 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
22		1lt2 9090	. . . . . . . . . 10 |- 1 < 2
23		egt2lt3 11789	. . . . . . . . . . 11 |- ( 2 < _e /\ _e < 3 )
24	23	simpli 111	. . . . . . . . . 10 |- 2 < _e
25		1re 7958	. . . . . . . . . . 11 |- 1 e. RR
26		2re 8991	. . . . . . . . . . 11 |- 2 e. RR
27	25, 26, 15	lttri 8064	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 1 < 2 /\ 2 < _e ) -> 1 < _e )
28	22, 24, 27	mp2an 426	. . . . . . . . 9 |- 1 < _e
29		1red 7974	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR+ -> 1 e. RR )
30	15	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR+ -> _e e. RR )
31		axltwlin 8027	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 1 e. RR /\ _e e. RR /\ z e. RR ) -> ( 1 < _e -> ( 1 < z \/ z < _e ) ) )
32	29, 30, 7, 31	syl3anc 1238	. . . . . . . . 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 798	. . . . . . 7 |- ( z e. RR+ -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
35		fvres 5541	. . . . . . . . 9 |- ( x e. RR -> ( ( exp |` RR ) ` x ) = ( exp ` x ) )
36	35	eqeq1d 2186	. . . . . . . 8 |- ( x e. RR -> ( ( ( exp |` RR ) ` x ) = z <-> ( exp ` x ) = z ) )
37	36	rexbiia 2492	. . . . . . 7 |- ( E. x e. RR ( ( exp |` RR ) ` x ) = z <-> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
38	34, 37	sylibr 134	. . . . . 6 |- ( z e. RR+ -> E. x e. RR ( ( exp |` RR ) ` x ) = z )
39		fvelrnb 5565	. . . . . . 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 134	. . . . 5 |- ( z e. RR+ -> z e. ran ( exp |` RR ) )
42	41	ssriv 3161	. . . 4 |- RR+ C_ ran ( exp |` RR )
43	6, 42	eqssi 3173	. . 3 |- ran ( exp |` RR ) = RR+
44		df-fo 5224	. . 3 |- ( ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+ <-> ( ( exp |` RR ) Fn RR /\ ran ( exp |` RR ) = RR+ ) )
45	4, 43, 44	mpbir2an 942	. 2 |- ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+
46		df-f1o 5225	. 2 |- ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-onto-> RR+ <-> ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+ /\ ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+ ) )
47	1, 45, 46	mpbir2an 942	1 |- ( exp |` RR ) : RR -1-1-onto-> RR+

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   \/ wo 708   /\ w3a 978   = wceq 1353   e. wcel 2148   E.wrex 2456   C_ wss 3131   class class class wbr 4005   ran crn 4629   |` cres 4630   Fn wfn 5213   -->wf 5214   -1-1->wf1 5215   -onto->wfo 5216   -1-1-onto->wf1o 5217   ` cfv 5218  (class class class)co 5877   RRcr 7812   0cc0 7813   1c1 7814   RR*cxr 7993   < clt 7994   2c2 8972   3c3 8973   RR+crp 9655   (,)cioo 9890   expce 11652   _eceu 11653

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 614  ax-in2 615  ax-io 709  ax-5 1447  ax-7 1448  ax-gen 1449  ax-ie1 1493  ax-ie2 1494  ax-8 1504  ax-10 1505  ax-11 1506  ax-i12 1507  ax-bndl 1509  ax-4 1510  ax-17 1526  ax-i9 1530  ax-ial 1534  ax-i5r 1535  ax-13 2150  ax-14 2151  ax-ext 2159  ax-coll 4120  ax-sep 4123  ax-nul 4131  ax-pow 4176  ax-pr 4211  ax-un 4435  ax-setind 4538  ax-iinf 4589  ax-cnex 7904  ax-resscn 7905  ax-1cn 7906  ax-1re 7907  ax-icn 7908  ax-addcl 7909  ax-addrcl 7910  ax-mulcl 7911  ax-mulrcl 7912  ax-addcom 7913  ax-mulcom 7914  ax-addass 7915  ax-mulass 7916  ax-distr 7917  ax-i2m1 7918  ax-0lt1 7919  ax-1rid 7920  ax-0id 7921  ax-rnegex 7922  ax-precex 7923  ax-cnre 7924  ax-pre-ltirr 7925  ax-pre-ltwlin 7926  ax-pre-lttrn 7927  ax-pre-apti 7928  ax-pre-ltadd 7929  ax-pre-mulgt0 7930  ax-pre-mulext 7931  ax-arch 7932  ax-caucvg 7933  ax-pre-suploc 7934  ax-addf 7935  ax-mulf 7936

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 831  df-dc 835  df-3or 979  df-3an 980  df-tru 1356  df-fal 1359  df-nf 1461  df-sb 1763  df-eu 2029  df-mo 2030  df-clab 2164  df-cleq 2170  df-clel 2173  df-nfc 2308  df-ne 2348  df-nel 2443  df-ral 2460  df-rex 2461  df-reu 2462  df-rmo 2463  df-rab 2464  df-v 2741  df-sbc 2965  df-csb 3060  df-dif 3133  df-un 3135  df-in 3137  df-ss 3144  df-nul 3425  df-if 3537  df-pw 3579  df-sn 3600  df-pr 3601  df-op 3603  df-uni 3812  df-int 3847  df-iun 3890  df-disj 3983  df-br 4006  df-opab 4067  df-mpt 4068  df-tr 4104  df-id 4295  df-po 4298  df-iso 4299  df-iord 4368  df-on 4370  df-ilim 4371  df-suc 4373  df-iom 4592  df-xp 4634  df-rel 4635  df-cnv 4636  df-co 4637  df-dm 4638  df-rn 4639  df-res 4640  df-ima 4641  df-iota 5180  df-fun 5220  df-fn 5221  df-f 5222  df-f1 5223  df-fo 5224  df-f1o 5225  df-fv 5226  df-isom 5227  df-riota 5833  df-ov 5880  df-oprab 5881  df-mpo 5882  df-of 6085  df-1st 6143  df-2nd 6144  df-recs 6308  df-irdg 6373  df-frec 6394  df-1o 6419  df-oadd 6423  df-er 6537  df-map 6652  df-pm 6653  df-en 6743  df-dom 6744  df-fin 6745  df-sup 6985  df-inf 6986  df-pnf 7996  df-mnf 7997  df-xr 7998  df-ltxr 7999  df-le 8000  df-sub 8132  df-neg 8133  df-reap 8534  df-ap 8541  df-div 8632  df-inn 8922  df-2 8980  df-3 8981  df-4 8982  df-n0 9179  df-z 9256  df-uz 9531  df-q 9622  df-rp 9656  df-xneg 9774  df-xadd 9775  df-ioo 9894  df-ico 9896  df-icc 9897  df-fz 10011  df-fzo 10145  df-seqfrec 10448  df-exp 10522  df-fac 10708  df-bc 10730  df-ihash 10758  df-shft 10826  df-cj 10853  df-re 10854  df-im 10855  df-rsqrt 11009  df-abs 11010  df-clim 11289  df-sumdc 11364  df-ef 11658  df-e 11659  df-rest 12695  df-topgen 12714  df-psmet 13532  df-xmet 13533  df-met 13534  df-bl 13535  df-mopn 13536  df-top 13583  df-topon 13596  df-bases 13628  df-ntr 13681  df-cn 13773  df-cnp 13774  df-tx 13838  df-cncf 14143  df-limced 14210  df-dvap 14211

This theorem is referenced by:  reefiso  14283  dfrelog  14366  relogf1o  14367  reeflog  14369