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

Theorem ioorinv 23681
Description: The function 𝐹 is an "inverse" of sorts to the open interval function. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Mar-2015.) (Revised by AV, 13-Sep-2020.)
Hypothesis
Ref Expression
ioorf.1 𝐹 = (𝑥 ∈ ran (,) ↦ if(𝑥 = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(𝑥, ℝ*, < ), sup(𝑥, ℝ*, < )⟩))
Assertion
Ref Expression
ioorinv (𝐴 ∈ ran (,) → ((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴)
Distinct variable group:   𝑥,𝐴
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem ioorinv
Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 ioof 12517 . . . 4 (,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ
2 ffn 6254 . . . 4 ((,):(ℝ* × ℝ*)⟶𝒫 ℝ → (,) Fn (ℝ* × ℝ*))
3 ovelrn 7042 . . . 4 ((,) Fn (ℝ* × ℝ*) → (𝐴 ∈ ran (,) ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝐴 = (𝑎(,)𝑏)))
41, 2, 3mp2b 10 . . 3 (𝐴 ∈ ran (,) ↔ ∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝐴 = (𝑎(,)𝑏))
5 ioorf.1 . . . . . . . . 9 𝐹 = (𝑥 ∈ ran (,) ↦ if(𝑥 = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf(𝑥, ℝ*, < ), sup(𝑥, ℝ*, < )⟩))
65ioorinv2 23680 . . . . . . . 8 ((𝑎(,)𝑏) ≠ ∅ → (𝐹‘(𝑎(,)𝑏)) = ⟨𝑎, 𝑏⟩)
76fveq2d 6413 . . . . . . 7 ((𝑎(,)𝑏) ≠ ∅ → ((,)‘(𝐹‘(𝑎(,)𝑏))) = ((,)‘⟨𝑎, 𝑏⟩))
8 df-ov 6879 . . . . . . 7 (𝑎(,)𝑏) = ((,)‘⟨𝑎, 𝑏⟩)
97, 8syl6eqr 2849 . . . . . 6 ((𝑎(,)𝑏) ≠ ∅ → ((,)‘(𝐹‘(𝑎(,)𝑏))) = (𝑎(,)𝑏))
10 df-ne 2970 . . . . . . . 8 (𝐴 ≠ ∅ ↔ ¬ 𝐴 = ∅)
11 neeq1 3031 . . . . . . . 8 (𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → (𝐴 ≠ ∅ ↔ (𝑎(,)𝑏) ≠ ∅))
1210, 11syl5bbr 277 . . . . . . 7 (𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → (¬ 𝐴 = ∅ ↔ (𝑎(,)𝑏) ≠ ∅))
13 2fveq3 6414 . . . . . . . 8 (𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → ((,)‘(𝐹𝐴)) = ((,)‘(𝐹‘(𝑎(,)𝑏))))
14 id 22 . . . . . . . 8 (𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → 𝐴 = (𝑎(,)𝑏))
1513, 14eqeq12d 2812 . . . . . . 7 (𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → (((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴 ↔ ((,)‘(𝐹‘(𝑎(,)𝑏))) = (𝑎(,)𝑏)))
1612, 15imbi12d 336 . . . . . 6 (𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → ((¬ 𝐴 = ∅ → ((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴) ↔ ((𝑎(,)𝑏) ≠ ∅ → ((,)‘(𝐹‘(𝑎(,)𝑏))) = (𝑎(,)𝑏))))
179, 16mpbiri 250 . . . . 5 (𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → (¬ 𝐴 = ∅ → ((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴))
1817a1i 11 . . . 4 ((𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ*) → (𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → (¬ 𝐴 = ∅ → ((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴)))
1918rexlimivv 3215 . . 3 (∃𝑎 ∈ ℝ*𝑏 ∈ ℝ* 𝐴 = (𝑎(,)𝑏) → (¬ 𝐴 = ∅ → ((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴))
204, 19sylbi 209 . 2 (𝐴 ∈ ran (,) → (¬ 𝐴 = ∅ → ((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴))
21 ioorebas 12521 . . . . . . 7 (0(,)0) ∈ ran (,)
225ioorval 23679 . . . . . . 7 ((0(,)0) ∈ ran (,) → (𝐹‘(0(,)0)) = if((0(,)0) = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf((0(,)0), ℝ*, < ), sup((0(,)0), ℝ*, < )⟩))
2321, 22ax-mp 5 . . . . . 6 (𝐹‘(0(,)0)) = if((0(,)0) = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf((0(,)0), ℝ*, < ), sup((0(,)0), ℝ*, < )⟩)
24 iooid 12448 . . . . . . 7 (0(,)0) = ∅
2524iftruei 4282 . . . . . 6 if((0(,)0) = ∅, ⟨0, 0⟩, ⟨inf((0(,)0), ℝ*, < ), sup((0(,)0), ℝ*, < )⟩) = ⟨0, 0⟩
2623, 25eqtri 2819 . . . . 5 (𝐹‘(0(,)0)) = ⟨0, 0⟩
2726fveq2i 6412 . . . 4 ((,)‘(𝐹‘(0(,)0))) = ((,)‘⟨0, 0⟩)
28 df-ov 6879 . . . 4 (0(,)0) = ((,)‘⟨0, 0⟩)
2927, 28eqtr4i 2822 . . 3 ((,)‘(𝐹‘(0(,)0))) = (0(,)0)
3024eqeq2i 2809 . . . . . 6 (𝐴 = (0(,)0) ↔ 𝐴 = ∅)
3130biimpri 220 . . . . 5 (𝐴 = ∅ → 𝐴 = (0(,)0))
3231fveq2d 6413 . . . 4 (𝐴 = ∅ → (𝐹𝐴) = (𝐹‘(0(,)0)))
3332fveq2d 6413 . . 3 (𝐴 = ∅ → ((,)‘(𝐹𝐴)) = ((,)‘(𝐹‘(0(,)0))))
3429, 33, 313eqtr4a 2857 . 2 (𝐴 = ∅ → ((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴)
3520, 34pm2.61d2 174 1 (𝐴 ∈ ran (,) → ((,)‘(𝐹𝐴)) = 𝐴)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 198  wa 385   = wceq 1653  wcel 2157  wne 2969  wrex 3088  c0 4113  ifcif 4275  𝒫 cpw 4347  cop 4372  cmpt 4920   × cxp 5308  ran crn 5311   Fn wfn 6094  wf 6095  cfv 6099  (class class class)co 6876  supcsup 8586  infcinf 8587  cr 10221  0cc0 10222  *cxr 10360   < clt 10361  (,)cioo 12420
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2354  ax-ext 2775  ax-sep 4973  ax-nul 4981  ax-pow 5033  ax-pr 5095  ax-un 7181  ax-cnex 10278  ax-resscn 10279  ax-1cn 10280  ax-icn 10281  ax-addcl 10282  ax-addrcl 10283  ax-mulcl 10284  ax-mulrcl 10285  ax-mulcom 10286  ax-addass 10287  ax-mulass 10288  ax-distr 10289  ax-i2m1 10290  ax-1ne0 10291  ax-1rid 10292  ax-rnegex 10293  ax-rrecex 10294  ax-cnre 10295  ax-pre-lttri 10296  ax-pre-lttrn 10297  ax-pre-ltadd 10298  ax-pre-mulgt0 10299  ax-pre-sup 10300
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2590  df-eu 2607  df-clab 2784  df-cleq 2790  df-clel 2793  df-nfc 2928  df-ne 2970  df-nel 3073  df-ral 3092  df-rex 3093  df-reu 3094  df-rmo 3095  df-rab 3096  df-v 3385  df-sbc 3632  df-csb 3727  df-dif 3770  df-un 3772  df-in 3774  df-ss 3781  df-pss 3783  df-nul 4114  df-if 4276  df-pw 4349  df-sn 4367  df-pr 4369  df-tp 4371  df-op 4373  df-uni 4627  df-iun 4710  df-br 4842  df-opab 4904  df-mpt 4921  df-tr 4944  df-id 5218  df-eprel 5223  df-po 5231  df-so 5232  df-fr 5269  df-we 5271  df-xp 5316  df-rel 5317  df-cnv 5318  df-co 5319  df-dm 5320  df-rn 5321  df-res 5322  df-ima 5323  df-pred 5896  df-ord 5942  df-on 5943  df-lim 5944  df-suc 5945  df-iota 6062  df-fun 6101  df-fn 6102  df-f 6103  df-f1 6104  df-fo 6105  df-f1o 6106  df-fv 6107  df-riota 6837  df-ov 6879  df-oprab 6880  df-mpt2 6881  df-om 7298  df-1st 7399  df-2nd 7400  df-wrecs 7643  df-recs 7705  df-rdg 7743  df-er 7980  df-en 8194  df-dom 8195  df-sdom 8196  df-sup 8588  df-inf 8589  df-pnf 10363  df-mnf 10364  df-xr 10365  df-ltxr 10366  df-le 10367  df-sub 10556  df-neg 10557  df-div 10975  df-nn 11311  df-n0 11577  df-z 11663  df-uz 11927  df-q 12030  df-ioo 12424
This theorem is referenced by:  uniioombllem2  23688
  Copyright terms: Public domain W3C validator