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

Theorem injsubmefmnd 19098
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 (𝐴 ∈ 𝑉 → {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ∈ (SubMnd‘𝑀))
Distinct variable group:   𝐴,ℎ
Allowed substitution hints:   𝑀(ℎ)   𝑉(ℎ)

Proof of Theorem injsubmefmnd
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 vex 3454 . . . . 5 𝑥 ∈ V
2 f1eq1 6773 . . . . 5 (ℎ = 𝑥 → (ℎ:𝐴–1-1→𝐴 ↔ 𝑥:𝐴–1-1→𝐴))
31, 2elab 3632 . . . 4 (𝑥 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ↔ 𝑥:𝐴–1-1→𝐴)
4 f1f 6778 . . . . 5 (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 → 𝑥:𝐴⟶𝐴)
5 sursubmefmnd.m . . . . . 6 𝑀 = (EndoFMnd‘𝐴)
6 eqid 2760 . . . . . 6 (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
75, 6elefmndbas 19074 . . . . 5 (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ↔ 𝑥:𝐴⟶𝐴))
84, 7imbitrrid 249 . . . 4 (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 → 𝑥 ∈ (Base‘𝑀)))
93, 8biimtrid 245 . . 3 (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑥 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} → 𝑥 ∈ (Base‘𝑀)))
109ssrdv 3914 . 2 (𝐴 ∈ 𝑉 → {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ⊆ (Base‘𝑀))
115efmndid 19089 . . 3 (𝐴 ∈ 𝑉 → ( I ↾ 𝐴) = (0g‘𝑀))
12 resiexg 7924 . . . 4 (𝐴 ∈ 𝑉 → ( I ↾ 𝐴) ∈ V)
13 f1oi 6863 . . . . 5 ( I ↾ 𝐴):𝐴–1-1-onto→𝐴
14 f1of1 6823 . . . . 5 (( I ↾ 𝐴):𝐴–1-1-onto→𝐴 → ( I ↾ 𝐴):𝐴–1-1→𝐴)
1513, 14mp1i 14 . . . 4 (𝐴 ∈ 𝑉 → ( I ↾ 𝐴):𝐴–1-1→𝐴)
16 f1eq1 6773 . . . 4 (ℎ = ( I ↾ 𝐴) → (ℎ:𝐴–1-1→𝐴 ↔ ( I ↾ 𝐴):𝐴–1-1→𝐴))
1712, 15, 16elabd 3634 . . 3 (𝐴 ∈ 𝑉 → ( I ↾ 𝐴) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴})
1811, 17eqeltrrd 2861 . 2 (𝐴 ∈ 𝑉 → (0g‘𝑀) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴})
19 vex 3454 . . . . . 6 𝑦 ∈ V
20 f1eq1 6773 . . . . . 6 (ℎ = 𝑦 → (ℎ:𝐴–1-1→𝐴 ↔ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴))
2119, 20elab 3632 . . . . 5 (𝑦 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ↔ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴)
223, 21anbi12i 640 . . . 4 ((𝑥 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴}) ↔ (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴))
23 f1co 6791 . . . . . . 7 ((𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴) → (𝑥 ∘ 𝑦):𝐴–1-1→𝐴)
2423adantl 487 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴)) → (𝑥 ∘ 𝑦):𝐴–1-1→𝐴)
25 f1f 6778 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦:𝐴–1-1→𝐴 → 𝑦:𝐴⟶𝐴)
264, 25anim12i 625 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴) → (𝑥:𝐴⟶𝐴 ∧ 𝑦:𝐴⟶𝐴))
275, 6elefmndbas 19074 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴 ∈ 𝑉 → (𝑦 ∈ (Base‘𝑀) ↔ 𝑦:𝐴⟶𝐴))
287, 27anbi12d 644 . . . . . . . . . . 11 (𝐴 ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑀)) ↔ (𝑥:𝐴⟶𝐴 ∧ 𝑦:𝐴⟶𝐴)))
2926, 28imbitrrid 249 . . . . . . . . . 10 (𝐴 ∈ 𝑉 → ((𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴) → (𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑀))))
3029imp 412 . . . . . . . . 9 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴)) → (𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑀)))
31 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (+g‘𝑀) = (+g‘𝑀)
325, 6, 31efmndov 19082 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑀)) → (𝑥(+g‘𝑀)𝑦) = (𝑥 ∘ 𝑦))
3330, 32syl 18 . . . . . . . 8 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴)) → (𝑥(+g‘𝑀)𝑦) = (𝑥 ∘ 𝑦))
3433eleq1d 2845 . . . . . . 7 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴)) → ((𝑥(+g‘𝑀)𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ↔ (𝑥 ∘ 𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴}))
351, 19coex 7942 . . . . . . . 8 (𝑥 ∘ 𝑦) ∈ V
36 f1eq1 6773 . . . . . . . 8 (ℎ = (𝑥 ∘ 𝑦) → (ℎ:𝐴–1-1→𝐴 ↔ (𝑥 ∘ 𝑦):𝐴–1-1→𝐴))
3735, 36elab 3632 . . . . . . 7 ((𝑥 ∘ 𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ↔ (𝑥 ∘ 𝑦):𝐴–1-1→𝐴)
3834, 37bitrdi 290 . . . . . 6 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴)) → ((𝑥(+g‘𝑀)𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ↔ (𝑥 ∘ 𝑦):𝐴–1-1→𝐴))
3924, 38mpbird 260 . . . . 5 ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴)) → (𝑥(+g‘𝑀)𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴})
4039ex 418 . . . 4 (𝐴 ∈ 𝑉 → ((𝑥:𝐴–1-1→𝐴 ∧ 𝑦:𝐴–1-1→𝐴) → (𝑥(+g‘𝑀)𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴}))
4122, 40biimtrid 245 . . 3 (𝐴 ∈ 𝑉 → ((𝑥 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴}) → (𝑥(+g‘𝑀)𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴}))
4241ralrimivv 3203 . 2 (𝐴 ∈ 𝑉 → ∀𝑥 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴}∀𝑦 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} (𝑥(+g‘𝑀)𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴})
435efmndmnd 19090 . . 3 (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝑀 ∈ Mnd)
44 eqid 2760 . . . 4 (0g‘𝑀) = (0g‘𝑀)
456, 44, 31issubm 19003 . . 3 (𝑀 ∈ Mnd → ({ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ∈ (SubMnd‘𝑀) ↔ ({ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ⊆ (Base‘𝑀) ∧ (0g‘𝑀) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ∧ ∀𝑥 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴}∀𝑦 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} (𝑥(+g‘𝑀)𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴})))
4643, 45syl 18 . 2 (𝐴 ∈ 𝑉 → ({ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ∈ (SubMnd‘𝑀) ↔ ({ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ⊆ (Base‘𝑀) ∧ (0g‘𝑀) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ∧ ∀𝑥 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴}∀𝑦 ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} (𝑥(+g‘𝑀)𝑦) ∈ {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴})))
4710, 18, 42, 46mpbir3and 1361 1 (𝐴 ∈ 𝑉 → {ℎ ∣ ℎ:𝐴–1-1→𝐴} ∈ (SubMnd‘𝑀))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  {cab 2738  ∀wral 3076  Vcvv 3450   ⊆ wss 3895   I cid 5544   ↾ cres 5652   ∘ ccom 5654  ⟶wf 6534  –1-1→wf1 6535  –1-1-onto→wf1o 6537  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Basecbs 17392  +gcplusg 17433  0gc0g 17615  Mndcmnd 18928  SubMndcsubmnd 18982  EndoFMndcefmnd 19069
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-er 8720  df-map 8852  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-fz 13643  df-struct 17330  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-plusg 17446  df-tset 17452  df-0g 17617  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-submnd 18984  df-efmnd 19070
This theorem is used by:  symgsubmefmnd  19617
  Copyright terms: Public domain W3C validator