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

Theorem injsubmefmnd 18863
Description: The set of injective endofunctions on a set 𝐴 is a submonoid of the monoid of endofunctions on 𝐴. (Contributed by AV, 25-Feb-2024.)
Hypothesis
Ref Expression
sursubmefmnd.m 𝑀 = (EndoFMnd‘𝐴)
Assertion
Ref Expression
injsubmefmnd (𝐴𝑉 → {:𝐴1-1𝐴} ∈ (SubMnd‘𝑀))
Distinct variable group:   𝐴,
Allowed substitution hints:   𝑀()   𝑉()

Proof of Theorem injsubmefmnd
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 vex 3436 . . . . 5 𝑥 ∈ V
2 f1eq1 6725 . . . . 5 ( = 𝑥 → (:𝐴1-1𝐴𝑥:𝐴1-1𝐴))
31, 2elab 3624 . . . 4 (𝑥 ∈ {:𝐴1-1𝐴} ↔ 𝑥:𝐴1-1𝐴)
4 f1f 6730 . . . . 5 (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑥:𝐴𝐴)
5 sursubmefmnd.m . . . . . 6 𝑀 = (EndoFMnd‘𝐴)
6 eqid 2740 . . . . . 6 (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
75, 6elefmndbas 18839 . . . . 5 (𝐴𝑉 → (𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ↔ 𝑥:𝐴𝐴))
84, 7imbitrrid 247 . . . 4 (𝐴𝑉 → (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑥 ∈ (Base‘𝑀)))
93, 8biimtrid 243 . . 3 (𝐴𝑉 → (𝑥 ∈ {:𝐴1-1𝐴} → 𝑥 ∈ (Base‘𝑀)))
109ssrdv 3928 . 2 (𝐴𝑉 → {:𝐴1-1𝐴} ⊆ (Base‘𝑀))
115efmndid 18854 . . 3 (𝐴𝑉 → ( I ↾ 𝐴) = (0g𝑀))
12 resiexg 7859 . . . 4 (𝐴𝑉 → ( I ↾ 𝐴) ∈ V)
13 f1oi 6812 . . . . 5 ( I ↾ 𝐴):𝐴1-1-onto𝐴
14 f1of1 6773 . . . . 5 (( I ↾ 𝐴):𝐴1-1-onto𝐴 → ( I ↾ 𝐴):𝐴1-1𝐴)
1513, 14mp1i 13 . . . 4 (𝐴𝑉 → ( I ↾ 𝐴):𝐴1-1𝐴)
16 f1eq1 6725 . . . 4 ( = ( I ↾ 𝐴) → (:𝐴1-1𝐴 ↔ ( I ↾ 𝐴):𝐴1-1𝐴))
1712, 15, 16elabd 3626 . . 3 (𝐴𝑉 → ( I ↾ 𝐴) ∈ {:𝐴1-1𝐴})
1811, 17eqeltrrd 2841 . 2 (𝐴𝑉 → (0g𝑀) ∈ {:𝐴1-1𝐴})
19 vex 3436 . . . . . 6 𝑦 ∈ V
20 f1eq1 6725 . . . . . 6 ( = 𝑦 → (:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴))
2119, 20elab 3624 . . . . 5 (𝑦 ∈ {:𝐴1-1𝐴} ↔ 𝑦:𝐴1-1𝐴)
223, 21anbi12i 634 . . . 4 ((𝑥 ∈ {:𝐴1-1𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {:𝐴1-1𝐴}) ↔ (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴))
23 f1co 6741 . . . . . . 7 ((𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴) → (𝑥𝑦):𝐴1-1𝐴)
2423adantl 482 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴)) → (𝑥𝑦):𝐴1-1𝐴)
25 f1f 6730 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴𝐴)
264, 25anim12i 619 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴) → (𝑥:𝐴𝐴𝑦:𝐴𝐴))
275, 6elefmndbas 18839 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝑉 → (𝑦 ∈ (Base‘𝑀) ↔ 𝑦:𝐴𝐴))
287, 27anbi12d 638 . . . . . . . . . . 11 (𝐴𝑉 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑀)) ↔ (𝑥:𝐴𝐴𝑦:𝐴𝐴)))
2926, 28imbitrrid 247 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑉 → ((𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴) → (𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑀))))
3029imp 407 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴)) → (𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑀)))
31 eqid 2740 . . . . . . . . . 10 (+g𝑀) = (+g𝑀)
325, 6, 31efmndov 18847 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑀)) → (𝑥(+g𝑀)𝑦) = (𝑥𝑦))
3330, 32syl 17 . . . . . . . 8 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴)) → (𝑥(+g𝑀)𝑦) = (𝑥𝑦))
3433eleq1d 2825 . . . . . . 7 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴)) → ((𝑥(+g𝑀)𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴} ↔ (𝑥𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴}))
351, 19coex 7877 . . . . . . . 8 (𝑥𝑦) ∈ V
36 f1eq1 6725 . . . . . . . 8 ( = (𝑥𝑦) → (:𝐴1-1𝐴 ↔ (𝑥𝑦):𝐴1-1𝐴))
3735, 36elab 3624 . . . . . . 7 ((𝑥𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴} ↔ (𝑥𝑦):𝐴1-1𝐴)
3834, 37bitrdi 288 . . . . . 6 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴)) → ((𝑥(+g𝑀)𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴} ↔ (𝑥𝑦):𝐴1-1𝐴))
3924, 38mpbird 258 . . . . 5 ((𝐴𝑉 ∧ (𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴)) → (𝑥(+g𝑀)𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴})
4039ex 413 . . . 4 (𝐴𝑉 → ((𝑥:𝐴1-1𝐴𝑦:𝐴1-1𝐴) → (𝑥(+g𝑀)𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴}))
4122, 40biimtrid 243 . . 3 (𝐴𝑉 → ((𝑥 ∈ {:𝐴1-1𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {:𝐴1-1𝐴}) → (𝑥(+g𝑀)𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴}))
4241ralrimivv 3181 . 2 (𝐴𝑉 → ∀𝑥 ∈ {:𝐴1-1𝐴}∀𝑦 ∈ {:𝐴1-1𝐴} (𝑥(+g𝑀)𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴})
435efmndmnd 18855 . . 3 (𝐴𝑉𝑀 ∈ Mnd)
44 eqid 2740 . . . 4 (0g𝑀) = (0g𝑀)
456, 44, 31issubm 18769 . . 3 (𝑀 ∈ Mnd → ({:𝐴1-1𝐴} ∈ (SubMnd‘𝑀) ↔ ({:𝐴1-1𝐴} ⊆ (Base‘𝑀) ∧ (0g𝑀) ∈ {:𝐴1-1𝐴} ∧ ∀𝑥 ∈ {:𝐴1-1𝐴}∀𝑦 ∈ {:𝐴1-1𝐴} (𝑥(+g𝑀)𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴})))
4643, 45syl 17 . 2 (𝐴𝑉 → ({:𝐴1-1𝐴} ∈ (SubMnd‘𝑀) ↔ ({:𝐴1-1𝐴} ⊆ (Base‘𝑀) ∧ (0g𝑀) ∈ {:𝐴1-1𝐴} ∧ ∀𝑥 ∈ {:𝐴1-1𝐴}∀𝑦 ∈ {:𝐴1-1𝐴} (𝑥(+g𝑀)𝑦) ∈ {:𝐴1-1𝐴})))
4710, 18, 42, 46mpbir3and 1349 1 (𝐴𝑉 → {:𝐴1-1𝐴} ∈ (SubMnd‘𝑀))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396  w3a 1092   = wceq 1547  wcel 2119  {cab 2718  wral 3054  Vcvv 3432  wss 3890   I cid 5519  cres 5627  ccom 5629  wf 6488  1-1wf1 6489  1-1-ontowf1o 6491  cfv 6492  (class class class)co 7363  Basecbs 17177  +gcplusg 17218  0gc0g 17400  Mndcmnd 18700  SubMndcsubmnd 18748  EndoFMndcefmnd 18834
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-tp 4567  df-op 4569  df-uni 4846  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-er 8640  df-map 8772  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-2 12242  df-3 12243  df-4 12244  df-5 12245  df-6 12246  df-7 12247  df-8 12248  df-9 12249  df-n0 12436  df-z 12523  df-uz 12787  df-fz 13460  df-struct 17115  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17178  df-plusg 17231  df-tset 17237  df-0g 17402  df-mgm 18606  df-sgrp 18685  df-mnd 18701  df-submnd 18750  df-efmnd 18835
This theorem is referenced by:  symgsubmefmnd  19371
  Copyright terms: Public domain W3C validator