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

Theorem mapfien 9371
Description: A bijection of the base sets induces a bijection on the set of finitely supported functions. (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2015.) (Revised by AV, 3-Jul-2019.) (Revised by AV, 28-Jul-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
mapfien.s 𝑆 = {𝑥 ∈ (𝐵m 𝐴) ∣ 𝑥 finSupp 𝑍}
mapfien.t 𝑇 = {𝑥 ∈ (𝐷m 𝐶) ∣ 𝑥 finSupp 𝑊}
mapfien.w 𝑊 = (𝐺𝑍)
mapfien.f (𝜑𝐹:𝐶1-1-onto𝐴)
mapfien.g (𝜑𝐺:𝐵1-1-onto𝐷)
mapfien.a (𝜑𝐴𝑈)
mapfien.b (𝜑𝐵𝑉)
mapfien.c (𝜑𝐶𝑋)
mapfien.d (𝜑𝐷𝑌)
mapfien.z (𝜑𝑍𝐵)
Assertion
Ref Expression
mapfien (𝜑 → (𝑓𝑆 ↦ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))):𝑆1-1-onto𝑇)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶   𝑥,𝑓,𝐹   𝑓,𝐺,𝑥   𝜑,𝑓   𝑥,𝐷   𝑆,𝑓   𝑇,𝑓   𝑥,𝑊   𝑥,𝑍
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑥)   𝐴(𝑓)   𝐵(𝑓)   𝐶(𝑓)   𝐷(𝑓)   𝑆(𝑥)   𝑇(𝑥)   𝑈(𝑥, 𝑓)   𝑉(𝑥, 𝑓)   𝑊(𝑓)   𝑋(𝑥, 𝑓)   𝑌(𝑥, 𝑓)   𝑍(𝑓)

Proof of Theorem mapfien
Dummy variable 𝑔 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2765 . 2 (𝑓𝑆 ↦ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))) = (𝑓𝑆 ↦ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)))
2 mapfien.g . . . . . . 7 (𝜑𝐺:𝐵1-1-onto𝐷)
3 f1of 6824 . . . . . . 7 (𝐺:𝐵1-1-onto𝐷𝐺:𝐵𝐷)
42, 3syl 18 . . . . . 6 (𝜑𝐺:𝐵𝐷)
54adantr 486 . . . . 5 ((𝜑𝑓𝑆) → 𝐺:𝐵𝐷)
6 breq1 5114 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑓 → (𝑥 finSupp 𝑍𝑓 finSupp 𝑍))
7 mapfien.s . . . . . . . . . 10 𝑆 = {𝑥 ∈ (𝐵m 𝐴) ∣ 𝑥 finSupp 𝑍}
86, 7elrab2 3656 . . . . . . . . 9 (𝑓𝑆 ↔ (𝑓 ∈ (𝐵m 𝐴) ∧ 𝑓 finSupp 𝑍))
98simplbi 502 . . . . . . . 8 (𝑓𝑆𝑓 ∈ (𝐵m 𝐴))
109adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑𝑓𝑆) → 𝑓 ∈ (𝐵m 𝐴))
11 elmapi 8848 . . . . . . 7 (𝑓 ∈ (𝐵m 𝐴) → 𝑓:𝐴𝐵)
1210, 11syl 18 . . . . . 6 ((𝜑𝑓𝑆) → 𝑓:𝐴𝐵)
13 mapfien.f . . . . . . . 8 (𝜑𝐹:𝐶1-1-onto𝐴)
14 f1of 6824 . . . . . . . 8 (𝐹:𝐶1-1-onto𝐴𝐹:𝐶𝐴)
1513, 14syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:𝐶𝐴)
1615adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑𝑓𝑆) → 𝐹:𝐶𝐴)
1712, 16fcod 6735 . . . . 5 ((𝜑𝑓𝑆) → (𝑓𝐹):𝐶𝐵)
185, 17fcod 6735 . . . 4 ((𝜑𝑓𝑆) → (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)):𝐶𝐷)
19 mapfien.d . . . . . 6 (𝜑𝐷𝑌)
20 mapfien.c . . . . . 6 (𝜑𝐶𝑋)
2119, 20elmapd 8839 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) ∈ (𝐷m 𝐶) ↔ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)):𝐶𝐷))
2221adantr 486 . . . 4 ((𝜑𝑓𝑆) → ((𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) ∈ (𝐷m 𝐶) ↔ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)):𝐶𝐷))
2318, 22mpbird 260 . . 3 ((𝜑𝑓𝑆) → (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) ∈ (𝐷m 𝐶))
24 mapfien.t . . . 4 𝑇 = {𝑥 ∈ (𝐷m 𝐶) ∣ 𝑥 finSupp 𝑊}
25 mapfien.w . . . 4 𝑊 = (𝐺𝑍)
26 mapfien.a . . . 4 (𝜑𝐴𝑈)
27 mapfien.b . . . 4 (𝜑𝐵𝑉)
28 mapfien.z . . . 4 (𝜑𝑍𝐵)
297, 24, 25, 13, 2, 26, 27, 20, 19, 28mapfienlem1 9368 . . 3 ((𝜑𝑓𝑆) → (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) finSupp 𝑊)
30 breq1 5114 . . . 4 (𝑥 = (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) → (𝑥 finSupp 𝑊 ↔ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) finSupp 𝑊))
3130, 24elrab2 3656 . . 3 ((𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) ∈ 𝑇 ↔ ((𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) ∈ (𝐷m 𝐶) ∧ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) finSupp 𝑊))
3223, 29, 31sylanbrc 595 . 2 ((𝜑𝑓𝑆) → (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)) ∈ 𝑇)
337, 24, 25, 13, 2, 26, 27, 20, 19, 28mapfienlem3 9370 . 2 ((𝜑𝑔𝑇) → ((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) ∈ 𝑆)
34 coass 6269 . . . . . 6 (((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) ∘ 𝐹) = ((𝐺𝑔) ∘ (𝐹𝐹))
3513adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → 𝐹:𝐶1-1-onto𝐴)
36 f1ococnv1 6854 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝐶1-1-onto𝐴 → (𝐹𝐹) = ( I ↾ 𝐶))
3735, 36syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (𝐹𝐹) = ( I ↾ 𝐶))
3837coeq2d 5850 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝑔) ∘ (𝐹𝐹)) = ((𝐺𝑔) ∘ ( I ↾ 𝐶)))
39 f1ocnv 6837 . . . . . . . . . . . 12 (𝐺:𝐵1-1-onto𝐷𝐺:𝐷1-1-onto𝐵)
40 f1of 6824 . . . . . . . . . . . 12 (𝐺:𝐷1-1-onto𝐵𝐺:𝐷𝐵)
412, 39, 403syl 19 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐺:𝐷𝐵)
4241adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑔𝑇) → 𝐺:𝐷𝐵)
43 breq1 5114 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 = 𝑔 → (𝑥 finSupp 𝑊𝑔 finSupp 𝑊))
4443, 24elrab2 3656 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑔𝑇 ↔ (𝑔 ∈ (𝐷m 𝐶) ∧ 𝑔 finSupp 𝑊))
4544bilani 510 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑔𝑇) → (𝑔 ∈ (𝐷m 𝐶) ∧ 𝑔 finSupp 𝑊))
4645simpld 500 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑔𝑇) → 𝑔 ∈ (𝐷m 𝐶))
47 elmapi 8848 . . . . . . . . . . 11 (𝑔 ∈ (𝐷m 𝐶) → 𝑔:𝐶𝐷)
4846, 47syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑔𝑇) → 𝑔:𝐶𝐷)
4942, 48fcod 6735 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑔𝑇) → (𝐺𝑔):𝐶𝐵)
5049adantrl 729 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (𝐺𝑔):𝐶𝐵)
51 fcoi1 6756 . . . . . . . 8 ((𝐺𝑔):𝐶𝐵 → ((𝐺𝑔) ∘ ( I ↾ 𝐶)) = (𝐺𝑔))
5250, 51syl 18 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝑔) ∘ ( I ↾ 𝐶)) = (𝐺𝑔))
5338, 52eqtrd 2800 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝑔) ∘ (𝐹𝐹)) = (𝐺𝑔))
5434, 53eqtrid 2812 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) ∘ 𝐹) = (𝐺𝑔))
5554eqeq2d 2776 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝑓𝐹) = (((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) ∘ 𝐹) ↔ (𝑓𝐹) = (𝐺𝑔)))
56 coass 6269 . . . . . . 7 ((𝐺𝐺) ∘ (𝑓𝐹)) = (𝐺 ∘ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)))
572adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → 𝐺:𝐵1-1-onto𝐷)
58 f1ococnv1 6854 . . . . . . . . . 10 (𝐺:𝐵1-1-onto𝐷 → (𝐺𝐺) = ( I ↾ 𝐵))
5957, 58syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (𝐺𝐺) = ( I ↾ 𝐵))
6059coeq1d 5849 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝐺) ∘ (𝑓𝐹)) = (( I ↾ 𝐵) ∘ (𝑓𝐹)))
6117adantrr 730 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (𝑓𝐹):𝐶𝐵)
62 fcoi2 6757 . . . . . . . . 9 ((𝑓𝐹):𝐶𝐵 → (( I ↾ 𝐵) ∘ (𝑓𝐹)) = (𝑓𝐹))
6361, 62syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (( I ↾ 𝐵) ∘ (𝑓𝐹)) = (𝑓𝐹))
6460, 63eqtrd 2800 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝐺) ∘ (𝑓𝐹)) = (𝑓𝐹))
6556, 64eqtr3id 2814 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (𝐺 ∘ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))) = (𝑓𝐹))
6665eqeq2d 2776 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝑔) = (𝐺 ∘ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))) ↔ (𝐺𝑔) = (𝑓𝐹)))
67 eqcom 2772 . . . . 5 ((𝐺𝑔) = (𝑓𝐹) ↔ (𝑓𝐹) = (𝐺𝑔))
6866, 67bitrdi 290 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝑔) = (𝐺 ∘ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))) ↔ (𝑓𝐹) = (𝐺𝑔)))
6955, 68bitr4d 285 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝑓𝐹) = (((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) ∘ 𝐹) ↔ (𝐺𝑔) = (𝐺 ∘ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)))))
70 f1ofo 6832 . . . . 5 (𝐹:𝐶1-1-onto𝐴𝐹:𝐶onto𝐴)
7135, 70syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → 𝐹:𝐶onto𝐴)
72 ffn 6709 . . . . . 6 (𝑓:𝐴𝐵𝑓 Fn 𝐴)
7310, 11, 723syl 19 . . . . 5 ((𝜑𝑓𝑆) → 𝑓 Fn 𝐴)
7473adantrr 730 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → 𝑓 Fn 𝐴)
75 f1ocnv 6837 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝐶1-1-onto𝐴𝐹:𝐴1-1-onto𝐶)
76 f1of 6824 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝐴1-1-onto𝐶𝐹:𝐴𝐶)
7713, 75, 763syl 19 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹:𝐴𝐶)
7877adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑𝑔𝑇) → 𝐹:𝐴𝐶)
7949, 78fcod 6735 . . . . . 6 ((𝜑𝑔𝑇) → ((𝐺𝑔) ∘ 𝐹):𝐴𝐵)
8079ffnd 6710 . . . . 5 ((𝜑𝑔𝑇) → ((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) Fn 𝐴)
8180adantrl 729 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) Fn 𝐴)
82 cocan2 7296 . . . 4 ((𝐹:𝐶onto𝐴𝑓 Fn 𝐴 ∧ ((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) Fn 𝐴) → ((𝑓𝐹) = (((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) ∘ 𝐹) ↔ 𝑓 = ((𝐺𝑔) ∘ 𝐹)))
8371, 74, 81, 82syl3anc 1398 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝑓𝐹) = (((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) ∘ 𝐹) ↔ 𝑓 = ((𝐺𝑔) ∘ 𝐹)))
842, 39syl 18 . . . . . 6 (𝜑𝐺:𝐷1-1-onto𝐵)
8584adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → 𝐺:𝐷1-1-onto𝐵)
86 f1of1 6823 . . . . 5 (𝐺:𝐷1-1-onto𝐵𝐺:𝐷1-1𝐵)
8785, 86syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → 𝐺:𝐷1-1𝐵)
8848adantrl 729 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → 𝑔:𝐶𝐷)
8918adantrr 730 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)):𝐶𝐷)
90 cocan1 7295 . . . 4 ((𝐺:𝐷1-1𝐵𝑔:𝐶𝐷 ∧ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹)):𝐶𝐷) → ((𝐺𝑔) = (𝐺 ∘ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))) ↔ 𝑔 = (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))))
9187, 88, 89, 90syl3anc 1398 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → ((𝐺𝑔) = (𝐺 ∘ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))) ↔ 𝑔 = (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))))
9269, 83, 913bitr3d 312 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑓𝑆𝑔𝑇)) → (𝑓 = ((𝐺𝑔) ∘ 𝐹) ↔ 𝑔 = (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))))
931, 32, 33, 92f1o2d 7670 1 (𝜑 → (𝑓𝑆 ↦ (𝐺 ∘ (𝑓𝐹))):𝑆1-1-onto𝑇)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wb 209  wa 401   = wceq 1570  wcel 2146  {crab 3418   class class class wbr 5111  cmpt 5194   I cid 5557  ccnv 5662  cres 5665  ccom 5667   Fn wfn 6535  wf 6536  1-1wf1 6537  ontowfo 6538  1-1-ontowf1o 6539  cfv 6540  (class class class)co 7416  m cmap 8826   finSupp cfsupp 9324
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7738
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8159  df-1o 8455  df-map 8828  df-en 8946  df-dom 8947  df-fin 8949  df-fsupp 9325
This theorem is used by:  mapfien2  9372  wemapwe  9669  oef1o  9670  fcobijfs  33112  fcobijfs2  33113
  Copyright terms: Public domain W3C validator