Theorem metakunt34 39665

Description: 𝐷 is a permutation. (Contributed by metakunt, 18-Jul-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
metakunt34.1	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
metakunt34.2	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℕ)
metakunt34.3	⊢ (𝜑 → 𝐼 ≤ 𝑀)
metakunt34.4	⊢ 𝐷 = (𝑤 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑤 = 𝐼, 𝑤, if(𝑤 < 𝐼, ((𝑤 + (𝑀 − 𝐼)) + if(𝐼 ≤ (𝑤 + (𝑀 − 𝐼)), 1, 0)), ((𝑤 − 𝐼) + if(𝐼 ≤ (𝑤 − 𝐼), 1, 0)))))

Assertion

Ref	Expression
metakunt34	⊢ (𝜑 → 𝐷:(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))

Distinct variable groups:   𝑤,𝐼   𝑤,𝑀   𝜑,𝑤

Allowed substitution hint:   𝐷(𝑤)

Proof of Theorem metakunt34

Dummy variables 𝑥 𝑧 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		metakunt34.1	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ ℕ)
2		metakunt34.2	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ ℕ)
3		metakunt34.3	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ≤ 𝑀)
4		eqid 2759	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))) = (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))))
5		eqid 2759	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))) = (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1))))
6	1, 2, 3, 4, 5	metakunt14 39645	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) ∧ ◡(𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))) = (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1))))))
7	6	simpld 499	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
8		f1ocnv 6607	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) → ◡(𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
9	7, 8	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ◡(𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
10	6	simprd 500	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ◡(𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))) = (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))))
11		eqidd 2760	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (1...𝑀) = (1...𝑀))
12	10, 11, 11	f1oeq123d 6589	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (◡(𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) ↔ (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀)))
13	9, 12	mpbid 235	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
14		eqid 2759	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))) = (𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼)))))
15	1, 2, 3, 14	metakunt25 39656	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
16		f1oco 6617	. . . 4 ⊢ (((𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) ∧ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀)) → ((𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))) ∘ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
17	15, 7, 16	syl2anc 588	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))) ∘ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
18		f1oco 6617	. . 3 ⊢ (((𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) ∧ ((𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))) ∘ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1))))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀)) → ((𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))) ∘ ((𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))) ∘ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
19	13, 17, 18	syl2anc 588	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))) ∘ ((𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))) ∘ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))
20		metakunt34.4	. . . 4 ⊢ 𝐷 = (𝑤 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑤 = 𝐼, 𝑤, if(𝑤 < 𝐼, ((𝑤 + (𝑀 − 𝐼)) + if(𝐼 ≤ (𝑤 + (𝑀 − 𝐼)), 1, 0)), ((𝑤 − 𝐼) + if(𝐼 ≤ (𝑤 − 𝐼), 1, 0)))))
21	1, 2, 3, 4, 14, 5, 20	metakunt33 39664	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))) ∘ ((𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))) ∘ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))))) = 𝐷)
22	21, 11, 11	f1oeq123d 6589	. 2 ⊢ (𝜑 → (((𝑧 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑧 = 𝑀, 𝐼, if(𝑧 < 𝐼, 𝑧, (𝑧 + 1)))) ∘ ((𝑦 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑦 = 𝑀, 𝑀, if(𝑦 < 𝐼, (𝑦 + (𝑀 − 𝐼)), (𝑦 + (1 − 𝐼))))) ∘ (𝑥 ∈ (1...𝑀) ↦ if(𝑥 = 𝐼, 𝑀, if(𝑥 < 𝐼, 𝑥, (𝑥 − 1)))))):(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀) ↔ 𝐷:(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀)))
23	19, 22	mpbid 235	1 ⊢ (𝜑 → 𝐷:(1...𝑀)–1-1-onto→(1...𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1539   ∈ wcel 2112  ifcif 4413   class class class wbr 5025   ↦ cmpt 5105  ^◡ccnv 5516   ∘ ccom 5521  –1-1-onto→wf1o 6327  (class class class)co 7143  0cc0 10560  1c1 10561   + caddc 10563   < clt 10698   ≤ cle 10699   − cmin 10893  ℕcn 11659  ...cfz 12924

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-sep 5162  ax-nul 5169  ax-pow 5227  ax-pr 5291  ax-un 7452  ax-cnex 10616  ax-resscn 10617  ax-1cn 10618  ax-icn 10619  ax-addcl 10620  ax-addrcl 10621  ax-mulcl 10622  ax-mulrcl 10623  ax-mulcom 10624  ax-addass 10625  ax-mulass 10626  ax-distr 10627  ax-i2m1 10628  ax-1ne0 10629  ax-1rid 10630  ax-rnegex 10631  ax-rrecex 10632  ax-cnre 10633  ax-pre-lttri 10634  ax-pre-lttrn 10635  ax-pre-ltadd 10636  ax-pre-mulgt0 10637

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 846  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2899  df-ne 2950  df-nel 3054  df-ral 3073  df-rex 3074  df-reu 3075  df-rab 3077  df-v 3409  df-sbc 3694  df-csb 3802  df-dif 3857  df-un 3859  df-in 3861  df-ss 3871  df-pss 3873  df-nul 4222  df-if 4414  df-pw 4489  df-sn 4516  df-pr 4518  df-tp 4520  df-op 4522  df-uni 4792  df-iun 4878  df-br 5026  df-opab 5088  df-mpt 5106  df-tr 5132  df-id 5423  df-eprel 5428  df-po 5436  df-so 5437  df-fr 5476  df-we 5478  df-xp 5523  df-rel 5524  df-cnv 5525  df-co 5526  df-dm 5527  df-rn 5528  df-res 5529  df-ima 5530  df-pred 6119  df-ord 6165  df-on 6166  df-lim 6167  df-suc 6168  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-riota 7101  df-ov 7146  df-oprab 7147  df-mpo 7148  df-om 7573  df-1st 7686  df-2nd 7687  df-wrecs 7950  df-recs 8011  df-rdg 8049  df-er 8292  df-en 8521  df-dom 8522  df-sdom 8523  df-pnf 10700  df-mnf 10701  df-xr 10702  df-ltxr 10703  df-le 10704  df-sub 10895  df-neg 10896  df-nn 11660  df-n0 11920  df-z 12006  df-uz 12268  df-rp 12416  df-fz 12925  df-fzo 13068

This theorem is referenced by: (None)