Theorem f1finf1o 6843

Description: Any injection from one finite set to another of equal size must be a bijection. (Contributed by Jeff Madsen, 5-Jun-2010.)

Assertion

Ref	Expression
f1finf1o	⊢ ((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) → (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 ↔ 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵))

Proof of Theorem f1finf1o

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 109	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → 𝐹:𝐴–1-1→𝐵)
2		simplr 520	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → 𝐵 ∈ Fin)
3		f1rn 5337	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 → ran 𝐹 ⊆ 𝐵)
4	3	adantl 275	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → ran 𝐹 ⊆ 𝐵)
5		f1fn 5338	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 → 𝐹 Fn 𝐴)
6		fnima 5249	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹 Fn 𝐴 → (𝐹 “ 𝐴) = ran 𝐹)
7	5, 6	syl 14	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 → (𝐹 “ 𝐴) = ran 𝐹)
8	7	adantl 275	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → (𝐹 “ 𝐴) = ran 𝐹)
9		ssid 3122	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐴 ⊆ 𝐴
10	9	a1i 9	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → 𝐴 ⊆ 𝐴)
11		simpll 519	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → 𝐴 ≈ 𝐵)
12		enfii 6776	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐵 ∈ Fin ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) → 𝐴 ∈ Fin)
13	2, 11, 12	syl2anc 409	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → 𝐴 ∈ Fin)
14		f1imaeng 6694	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹:𝐴–1-1→𝐵 ∧ 𝐴 ⊆ 𝐴 ∧ 𝐴 ∈ Fin) → (𝐹 “ 𝐴) ≈ 𝐴)
15	1, 10, 13, 14	syl3anc 1217	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → (𝐹 “ 𝐴) ≈ 𝐴)
16	8, 15	eqbrtrrd 3960	. . . . . 6 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → ran 𝐹 ≈ 𝐴)
17		entr 6686	. . . . . 6 ⊢ ((ran 𝐹 ≈ 𝐴 ∧ 𝐴 ≈ 𝐵) → ran 𝐹 ≈ 𝐵)
18	16, 11, 17	syl2anc 409	. . . . 5 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → ran 𝐹 ≈ 𝐵)
19		fisseneq 6828	. . . . 5 ⊢ ((𝐵 ∈ Fin ∧ ran 𝐹 ⊆ 𝐵 ∧ ran 𝐹 ≈ 𝐵) → ran 𝐹 = 𝐵)
20	2, 4, 18, 19	syl3anc 1217	. . . 4 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → ran 𝐹 = 𝐵)
21		dff1o5 5384	. . . 4 ⊢ (𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵 ↔ (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 ∧ ran 𝐹 = 𝐵))
22	1, 20, 21	sylanbrc 414	. . 3 ⊢ (((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) ∧ 𝐹:𝐴–1-1→𝐵) → 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵)
23	22	ex 114	. 2 ⊢ ((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) → (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 → 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵))
24		f1of1 5374	. 2 ⊢ (𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵 → 𝐹:𝐴–1-1→𝐵)
25	23, 24	impbid1 141	1 ⊢ ((𝐴 ≈ 𝐵 ∧ 𝐵 ∈ Fin) → (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 ↔ 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 103   ↔ wb 104   = wceq 1332   ∈ wcel 1481   ⊆ wss 3076   class class class wbr 3937  ran crn 4548   “ cima 4550   Fn wfn 5126  –1-1→wf1 5128  –1-1-onto→wf1o 5130   ≈ cen 6640  Fincfn 6642

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

This theorem depends on definitions:  df-bi 116  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-ral 2422  df-rex 2423  df-reu 2424  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-br 3938  df-opab 3998  df-mpt 3999  df-tr 4035  df-id 4223  df-iord 4296  df-on 4298  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-1o 6321  df-er 6437  df-en 6643  df-fin 6645

This theorem is referenced by:  iseqf1olemqf1o  10297  crth  11936  pwf1oexmid  13367