MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  f1dom3el3dif Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem f1dom3el3dif 7019
Description: The range of a 1-1 function from a set with three different elements has (at least) three different elements. (Contributed by AV, 20-Mar-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
f1dom3fv3dif.v (𝜑 → (𝐴𝑋𝐵𝑌𝐶𝑍))
f1dom3fv3dif.n (𝜑 → (𝐴𝐵𝐴𝐶𝐵𝐶))
f1dom3fv3dif.f (𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}–1-1𝑅)
Assertion
Ref Expression
f1dom3el3dif (𝜑 → ∃𝑥𝑅𝑦𝑅𝑧𝑅 (𝑥𝑦𝑥𝑧𝑦𝑧))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦,𝑧   𝑥,𝐵,𝑦,𝑧   𝑥,𝐶,𝑦,𝑧   𝑥,𝐹,𝑦,𝑧   𝑥,𝑅,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥,𝑦,𝑧)   𝑋(𝑥,𝑦,𝑧)   𝑌(𝑥,𝑦,𝑧)   𝑍(𝑥,𝑦,𝑧)

Proof of Theorem f1dom3el3dif
StepHypRef Expression
1 f1dom3fv3dif.f . . 3 (𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}–1-1𝑅)
2 f1f 6565 . . . 4 (𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}–1-1𝑅𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅)
3 simpr 488 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅) → 𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅)
4 eqidd 2825 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴 = 𝐴)
543mix1d 1333 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 = 𝐴𝐴 = 𝐵𝐴 = 𝐶))
6 f1dom3fv3dif.v . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐴𝑋𝐵𝑌𝐶𝑍))
76simp1d 1139 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴𝑋)
8 eltpg 4608 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑋 → (𝐴 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ↔ (𝐴 = 𝐴𝐴 = 𝐵𝐴 = 𝐶)))
97, 8syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ↔ (𝐴 = 𝐴𝐴 = 𝐵𝐴 = 𝐶)))
105, 9mpbird 260 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶})
1110adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅) → 𝐴 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶})
123, 11ffvelrnd 6843 . . . . . 6 ((𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅) → (𝐹𝐴) ∈ 𝑅)
13 eqidd 2825 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 = 𝐵)
14133mix2d 1334 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵 = 𝐴𝐵 = 𝐵𝐵 = 𝐶))
156simp2d 1140 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵𝑌)
16 eltpg 4608 . . . . . . . . . 10 (𝐵𝑌 → (𝐵 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ↔ (𝐵 = 𝐴𝐵 = 𝐵𝐵 = 𝐶)))
1715, 16syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐵 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶} ↔ (𝐵 = 𝐴𝐵 = 𝐵𝐵 = 𝐶)))
1814, 17mpbird 260 . . . . . . . 8 (𝜑𝐵 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶})
1918adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅) → 𝐵 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶})
203, 19ffvelrnd 6843 . . . . . 6 ((𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅) → (𝐹𝐵) ∈ 𝑅)
216simp3d 1141 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶𝑍)
22 tpid3g 4693 . . . . . . . . 9 (𝐶𝑍𝐶 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶})
2321, 22syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝐶 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶})
2423adantr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅) → 𝐶 ∈ {𝐴, 𝐵, 𝐶})
253, 24ffvelrnd 6843 . . . . . 6 ((𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅) → (𝐹𝐶) ∈ 𝑅)
2612, 20, 253jca 1125 . . . . 5 ((𝜑𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅) → ((𝐹𝐴) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐵) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐶) ∈ 𝑅))
2726expcom 417 . . . 4 (𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}⟶𝑅 → (𝜑 → ((𝐹𝐴) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐵) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐶) ∈ 𝑅)))
282, 27syl 17 . . 3 (𝐹:{𝐴, 𝐵, 𝐶}–1-1𝑅 → (𝜑 → ((𝐹𝐴) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐵) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐶) ∈ 𝑅)))
291, 28mpcom 38 . 2 (𝜑 → ((𝐹𝐴) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐵) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐶) ∈ 𝑅))
30 f1dom3fv3dif.n . . 3 (𝜑 → (𝐴𝐵𝐴𝐶𝐵𝐶))
316, 30, 1f1dom3fv3dif 7018 . 2 (𝜑 → ((𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐶) ∧ (𝐹𝐵) ≠ (𝐹𝐶)))
32 neeq1 3076 . . . 4 (𝑥 = (𝐹𝐴) → (𝑥𝑦 ↔ (𝐹𝐴) ≠ 𝑦))
33 neeq1 3076 . . . 4 (𝑥 = (𝐹𝐴) → (𝑥𝑧 ↔ (𝐹𝐴) ≠ 𝑧))
3432, 333anbi12d 1434 . . 3 (𝑥 = (𝐹𝐴) → ((𝑥𝑦𝑥𝑧𝑦𝑧) ↔ ((𝐹𝐴) ≠ 𝑦 ∧ (𝐹𝐴) ≠ 𝑧𝑦𝑧)))
35 neeq2 3077 . . . 4 (𝑦 = (𝐹𝐵) → ((𝐹𝐴) ≠ 𝑦 ↔ (𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐵)))
36 neeq1 3076 . . . 4 (𝑦 = (𝐹𝐵) → (𝑦𝑧 ↔ (𝐹𝐵) ≠ 𝑧))
3735, 363anbi13d 1435 . . 3 (𝑦 = (𝐹𝐵) → (((𝐹𝐴) ≠ 𝑦 ∧ (𝐹𝐴) ≠ 𝑧𝑦𝑧) ↔ ((𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≠ 𝑧 ∧ (𝐹𝐵) ≠ 𝑧)))
38 neeq2 3077 . . . 4 (𝑧 = (𝐹𝐶) → ((𝐹𝐴) ≠ 𝑧 ↔ (𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐶)))
39 neeq2 3077 . . . 4 (𝑧 = (𝐹𝐶) → ((𝐹𝐵) ≠ 𝑧 ↔ (𝐹𝐵) ≠ (𝐹𝐶)))
4038, 393anbi23d 1436 . . 3 (𝑧 = (𝐹𝐶) → (((𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≠ 𝑧 ∧ (𝐹𝐵) ≠ 𝑧) ↔ ((𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐶) ∧ (𝐹𝐵) ≠ (𝐹𝐶))))
4134, 37, 40rspc3ev 3623 . 2 ((((𝐹𝐴) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐵) ∈ 𝑅 ∧ (𝐹𝐶) ∈ 𝑅) ∧ ((𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≠ (𝐹𝐶) ∧ (𝐹𝐵) ≠ (𝐹𝐶))) → ∃𝑥𝑅𝑦𝑅𝑧𝑅 (𝑥𝑦𝑥𝑧𝑦𝑧))
4229, 31, 41syl2anc 587 1 (𝜑 → ∃𝑥𝑅𝑦𝑅𝑧𝑅 (𝑥𝑦𝑥𝑧𝑦𝑧))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3o 1083  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2115  wne 3014  wrex 3134  {ctp 4554  wf 6339  1-1wf1 6340  cfv 6343
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pr 5317
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-ral 3138  df-rex 3139  df-v 3482  df-sbc 3759  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-nul 4277  df-if 4451  df-sn 4551  df-pr 4553  df-tp 4555  df-op 4557  df-uni 4825  df-br 5053  df-opab 5115  df-id 5447  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fv 6351
This theorem is referenced by:  hashge3el3dif  13849
  Copyright terms: Public domain W3C validator