Theorem reeff1o 12902

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 11443	. 2 |- ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+
2		f1f 5336	. . . 4 |- ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+ -> ( exp |` RR ) : RR --> RR+ )
3		ffn 5280	. . . 4 |- ( ( exp |` RR ) : RR --> RR+ -> ( exp |` RR ) Fn RR )
4	1, 2, 3	mp2b 8	. . 3 |- ( exp |` RR ) Fn RR
5		frn 5289	. . . . 5 |- ( ( exp |` RR ) : RR --> RR+ -> ran ( exp |` RR ) C_ RR+ )
6	1, 2, 5	mp2b 8	. . . 4 |- ran ( exp |` RR ) C_ RR+
7		rpre 9477	. . . . . . . . 9 |- ( z e. RR+ -> z e. RR )
8		reeff1olem 12900	. . . . . . . . 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 9482	. . . . . . . . . 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 7836	. . . . . . . . . . 11 |- 0 e. RR*
15		ere 11413	. . . . . . . . . . . 12 |- _e e. RR
16	15	rexri 7847	. . . . . . . . . . 11 |- _e e. RR*
17		elioo2 9734	. . . . . . . . . . 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 12901	. . . . . . . . . 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 1217	. . . . . . . 8 |- ( ( z e. RR+ /\ z < _e ) -> E. x e. RR ( exp ` x ) = z )
22		1lt2 8913	. . . . . . . . . 10 |- 1 < 2
23		egt2lt3 11522	. . . . . . . . . . 11 |- ( 2 < _e /\ _e < 3 )
24	23	simpli 110	. . . . . . . . . 10 |- 2 < _e
25		1re 7789	. . . . . . . . . . 11 |- 1 e. RR
26		2re 8814	. . . . . . . . . . 11 |- 2 e. RR
27	25, 26, 15	lttri 7892	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 1 < 2 /\ 2 < _e ) -> 1 < _e )
28	22, 24, 27	mp2an 423	. . . . . . . . 9 |- 1 < _e
29		1red 7805	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR+ -> 1 e. RR )
30	15	a1i 9	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. RR+ -> _e e. RR )
31		axltwlin 7856	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 1 e. RR /\ _e e. RR /\ z e. RR ) -> ( 1 < _e -> ( 1 < z \/ z < _e ) ) )
32	29, 30, 7, 31	syl3anc 1217	. . . . . . . . 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 5453	. . . . . . . . 9 |- ( x e. RR -> ( ( exp |` RR ) ` x ) = ( exp ` x ) )
36	35	eqeq1d 2149	. . . . . . . 8 |- ( x e. RR -> ( ( ( exp |` RR ) ` x ) = z <-> ( exp ` x ) = z ) )
37	36	rexbiia 2453	. . . . . . 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 5477	. . . . . . 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 3106	. . . 4 |- RR+ C_ ran ( exp |` RR )
43	6, 42	eqssi 3118	. . 3 |- ran ( exp |` RR ) = RR+
44		df-fo 5137	. . 3 |- ( ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+ <-> ( ( exp |` RR ) Fn RR /\ ran ( exp |` RR ) = RR+ ) )
45	4, 43, 44	mpbir2an 927	. 2 |- ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+
46		df-f1o 5138	. 2 |- ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-onto-> RR+ <-> ( ( exp |` RR ) : RR -1-1-> RR+ /\ ( exp |` RR ) : RR -onto-> RR+ ) )
47	1, 45, 46	mpbir2an 927	1 |- ( exp |` RR ) : RR -1-1-onto-> RR+

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 103   <-> wb 104   \/ wo 698   /\ w3a 963   = wceq 1332   e. wcel 1481   E.wrex 2418   C_ wss 3076   class class class wbr 3937   ran crn 4548   |` cres 4549   Fn wfn 5126   -->wf 5127   -1-1->wf1 5128   -onto->wfo 5129   -1-1-onto->wf1o 5130   ` cfv 5131  (class class class)co 5782   RRcr 7643   0cc0 7644   1c1 7645   RR*cxr 7823   < clt 7824   2c2 8795   3c3 8796   RR+crp 9470   (,)cioo 9701   expce 11385   _eceu 11386

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 1424  ax-7 1425  ax-gen 1426  ax-ie1 1470  ax-ie2 1471  ax-8 1483  ax-10 1484  ax-11 1485  ax-i12 1486  ax-bndl 1487  ax-4 1488  ax-13 1492  ax-14 1493  ax-17 1507  ax-i9 1511  ax-ial 1515  ax-i5r 1516  ax-ext 2122  ax-coll 4051  ax-sep 4054  ax-nul 4062  ax-pow 4106  ax-pr 4139  ax-un 4363  ax-setind 4460  ax-iinf 4510  ax-cnex 7735  ax-resscn 7736  ax-1cn 7737  ax-1re 7738  ax-icn 7739  ax-addcl 7740  ax-addrcl 7741  ax-mulcl 7742  ax-mulrcl 7743  ax-addcom 7744  ax-mulcom 7745  ax-addass 7746  ax-mulass 7747  ax-distr 7748  ax-i2m1 7749  ax-0lt1 7750  ax-1rid 7751  ax-0id 7752  ax-rnegex 7753  ax-precex 7754  ax-cnre 7755  ax-pre-ltirr 7756  ax-pre-ltwlin 7757  ax-pre-lttrn 7758  ax-pre-apti 7759  ax-pre-ltadd 7760  ax-pre-mulgt0 7761  ax-pre-mulext 7762  ax-arch 7763  ax-caucvg 7764  ax-pre-suploc 7765  ax-addf 7766  ax-mulf 7767

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-stab 817  df-dc 821  df-3or 964  df-3an 965  df-tru 1335  df-fal 1338  df-nf 1438  df-sb 1737  df-eu 2003  df-mo 2004  df-clab 2127  df-cleq 2133  df-clel 2136  df-nfc 2271  df-ne 2310  df-nel 2405  df-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  df-rmo 2425  df-rab 2426  df-v 2691  df-sbc 2914  df-csb 3008  df-dif 3078  df-un 3080  df-in 3082  df-ss 3089  df-nul 3369  df-if 3480  df-pw 3517  df-sn 3538  df-pr 3539  df-op 3541  df-uni 3745  df-int 3780  df-iun 3823  df-disj 3915  df-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-tr 4035  df-id 4223  df-po 4226  df-iso 4227  df-iord 4296  df-on 4298  df-ilim 4299  df-suc 4301  df-iom 4513  df-xp 4553  df-rel 4554  df-cnv 4555  df-co 4556  df-dm 4557  df-rn 4558  df-res 4559  df-ima 4560  df-iota 5096  df-fun 5133  df-fn 5134  df-f 5135  df-f1 5136  df-fo 5137  df-f1o 5138  df-fv 5139  df-isom 5140  df-riota 5738  df-ov 5785  df-oprab 5786  df-mpo 5787  df-of 5990  df-1st 6046  df-2nd 6047  df-recs 6210  df-irdg 6275  df-frec 6296  df-1o 6321  df-oadd 6325  df-er 6437  df-map 6552  df-pm 6553  df-en 6643  df-dom 6644  df-fin 6645  df-sup 6879  df-inf 6880  df-pnf 7826  df-mnf 7827  df-xr 7828  df-ltxr 7829  df-le 7830  df-sub 7959  df-neg 7960  df-reap 8361  df-ap 8368  df-div 8457  df-inn 8745  df-2 8803  df-3 8804  df-4 8805  df-n0 9002  df-z 9079  df-uz 9351  df-q 9439  df-rp 9471  df-xneg 9589  df-xadd 9590  df-ioo 9705  df-ico 9707  df-icc 9708  df-fz 9822  df-fzo 9951  df-seqfrec 10250  df-exp 10324  df-fac 10504  df-bc 10526  df-ihash 10554  df-shft 10619  df-cj 10646  df-re 10647  df-im 10648  df-rsqrt 10802  df-abs 10803  df-clim 11080  df-sumdc 11155  df-ef 11391  df-e 11392  df-rest 12161  df-topgen 12180  df-psmet 12195  df-xmet 12196  df-met 12197  df-bl 12198  df-mopn 12199  df-top 12204  df-topon 12217  df-bases 12249  df-ntr 12304  df-cn 12396  df-cnp 12397  df-tx 12461  df-cncf 12766  df-limced 12833  df-dvap 12834

This theorem is referenced by:  reefiso  12906  dfrelog  12989  relogf1o  12990  reeflog  12992