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

Theorem pmtrfinv 19588
Description: A transposition function is an involution. (Contributed by Stefan O'Rear, 22-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
pmtrrn.t 𝑇 = (pmTrsp‘𝐷)
pmtrrn.r 𝑅 = ran 𝑇
Assertion
Ref Expression
pmtrfinv (𝐹𝑅 → (𝐹𝐹) = ( I ↾ 𝐷))

Proof of Theorem pmtrfinv
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pmtrrn.t . . . . . . 7 𝑇 = (pmTrsp‘𝐷)
2 pmtrrn.r . . . . . . 7 𝑅 = ran 𝑇
3 eqid 2760 . . . . . . 7 dom (𝐹 ∖ I ) = dom (𝐹 ∖ I )
41, 2, 3pmtrfrn 19585 . . . . . 6 (𝐹𝑅 → ((𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o) ∧ 𝐹 = (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I ))))
54simpld 500 . . . . 5 (𝐹𝑅 → (𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o))
61pmtrf 19582 . . . . 5 ((𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o) → (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷)
75, 6syl 18 . . . 4 (𝐹𝑅 → (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷)
84simprd 501 . . . . 5 (𝐹𝑅𝐹 = (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )))
98feq1d 6684 . . . 4 (𝐹𝑅 → (𝐹:𝐷𝐷 ↔ (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷))
107, 9mpbird 260 . . 3 (𝐹𝑅𝐹:𝐷𝐷)
11 fco 6727 . . . 4 ((𝐹:𝐷𝐷𝐹:𝐷𝐷) → (𝐹𝐹):𝐷𝐷)
1211anidms 577 . . 3 (𝐹:𝐷𝐷 → (𝐹𝐹):𝐷𝐷)
13 ffn 6702 . . 3 ((𝐹𝐹):𝐷𝐷 → (𝐹𝐹) Fn 𝐷)
1410, 12, 133syl 19 . 2 (𝐹𝑅 → (𝐹𝐹) Fn 𝐷)
15 fnresi 6661 . . 3 ( I ↾ 𝐷) Fn 𝐷
1615a1i 11 . 2 (𝐹𝑅 → ( I ↾ 𝐷) Fn 𝐷)
171, 2, 3pmtrffv 19586 . . . . . . 7 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝐹𝑥) = if(𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}), 𝑥))
18 iftrue 4488 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) → if(𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}), 𝑥) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
1917, 18sylan9eq 2815 . . . . . 6 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹𝑥) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
2019fveq2d 6882 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})))
21 simpll 779 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → 𝐹𝑅)
225simp2d 1161 . . . . . . . . 9 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷)
2322ad2antrr 739 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷)
24 1onn 8628 . . . . . . . . . . 11 1o ∈ ω
255simp3d 1162 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o)
26 df-2o 8456 . . . . . . . . . . . . 13 2o = suc 1o
2725, 26breqtrdi 5146 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1o)
2827ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1o)
29 simpr 490 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ))
30 dif1ennn 9157 . . . . . . . . . . 11 ((1o ∈ ω ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1o𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1o)
3124, 28, 29, 30mp3an2i 1495 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1o)
32 en1uniel 9036 . . . . . . . . . 10 ((dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1o (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
3331, 32syl 18 . . . . . . . . 9 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
3433eldifad 3911 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ))
3523, 34sseldd 3932 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ 𝐷)
361, 2, 3pmtrffv 19586 . . . . . . 7 ((𝐹𝑅 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ 𝐷) → (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})))
3721, 35, 36syl2anc 596 . . . . . 6 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})))
38 iftrue 4488 . . . . . . . 8 ( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ) → if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}))
3934, 38syl 18 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}))
4025adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o)
41 en2other2 10012 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4241ancoms 464 . . . . . . . 8 ((dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4340, 42sylan 592 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4439, 43eqtrd 2795 . . . . . 6 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → if( (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = 𝑥)
4537, 44eqtrd 2795 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = 𝑥)
4620, 45eqtrd 2795 . . . 4 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
4710ffnd 6703 . . . . . . . 8 (𝐹𝑅𝐹 Fn 𝐷)
48 fnelnfp 7175 . . . . . . . 8 ((𝐹 Fn 𝐷𝑥𝐷) → (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ↔ (𝐹𝑥) ≠ 𝑥))
4947, 48sylan 592 . . . . . . 7 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ↔ (𝐹𝑥) ≠ 𝑥))
5049necon2bbid 2998 . . . . . 6 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝑥) = 𝑥 ↔ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )))
5150biimpar 483 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹𝑥) = 𝑥)
52 fveq2 6878 . . . . . 6 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = (𝐹𝑥))
53 id 23 . . . . . 6 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹𝑥) = 𝑥)
5452, 53eqtrd 2795 . . . . 5 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
5551, 54syl 18 . . . 4 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
5646, 55pm2.61dan 825 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
57 fvco2 6975 . . . 4 ((𝐹 Fn 𝐷𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (𝐹‘(𝐹𝑥)))
5847, 57sylan 592 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (𝐹‘(𝐹𝑥)))
59 fvresi 7171 . . . 4 (𝑥𝐷 → (( I ↾ 𝐷)‘𝑥) = 𝑥)
6059adantl 487 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (( I ↾ 𝐷)‘𝑥) = 𝑥)
6156, 58, 603eqtr4d 2805 . 2 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (( I ↾ 𝐷)‘𝑥))
6214, 16, 61eqfnfvd 7025 1 (𝐹𝑅 → (𝐹𝐹) = ( I ↾ 𝐷))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 401  w3a 1103   = wceq 1570  wcel 2145  wne 2955  Vcvv 3450  cdif 3896  wss 3899  ifcif 4482  {csn 4584   cuni 4867   class class class wbr 5103   I cid 5549  dom cdm 5655  ran crn 5656  cres 5657  ccom 5659  suc csuc 6359   Fn wfn 6528  wf 6529  cfv 6533  ωcom 7862  1oc1o 8448  2oc2o 8449  cen 8949  pmTrspcpmtr 19568
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 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736
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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-ral 3077  df-rex 3087  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-om 7863  df-1o 8455  df-2o 8456  df-er 8696  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-pmtr 19569
This theorem is used by:  pmtrff1o  19590  pmtrfcnv  19591  symggen  19597  psgnunilem1  19620  cyc3genpmlem  33591
  Copyright terms: Public domain W3C validator