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

Theorem pmtrfinv 18984
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 2738 . . . . . . 7 dom (𝐹 ∖ I ) = dom (𝐹 ∖ I )
41, 2, 3pmtrfrn 18981 . . . . . 6 (𝐹𝑅 → ((𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o) ∧ 𝐹 = (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I ))))
54simpld 494 . . . . 5 (𝐹𝑅 → (𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o))
61pmtrf 18978 . . . . 5 ((𝐷 ∈ V ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷 ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o) → (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷)
75, 6syl 17 . . . 4 (𝐹𝑅 → (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷)
84simprd 495 . . . . 5 (𝐹𝑅𝐹 = (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )))
98feq1d 6569 . . . 4 (𝐹𝑅 → (𝐹:𝐷𝐷 ↔ (𝑇‘dom (𝐹 ∖ I )):𝐷𝐷))
107, 9mpbird 256 . . 3 (𝐹𝑅𝐹:𝐷𝐷)
11 fco 6608 . . . 4 ((𝐹:𝐷𝐷𝐹:𝐷𝐷) → (𝐹𝐹):𝐷𝐷)
1211anidms 566 . . 3 (𝐹:𝐷𝐷 → (𝐹𝐹):𝐷𝐷)
13 ffn 6584 . . 3 ((𝐹𝐹):𝐷𝐷 → (𝐹𝐹) Fn 𝐷)
1410, 12, 133syl 18 . 2 (𝐹𝑅 → (𝐹𝐹) Fn 𝐷)
15 fnresi 6545 . . 3 ( I ↾ 𝐷) Fn 𝐷
1615a1i 11 . 2 (𝐹𝑅 → ( I ↾ 𝐷) Fn 𝐷)
171, 2, 3pmtrffv 18982 . . . . . . 7 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝐹𝑥) = if(𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}), 𝑥))
18 iftrue 4462 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) → if(𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ), (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}), 𝑥) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
1917, 18sylan9eq 2799 . . . . . 6 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹𝑥) = (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
2019fveq2d 6760 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})))
21 simpll 763 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → 𝐹𝑅)
225simp2d 1141 . . . . . . . . 9 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷)
2322ad2antrr 722 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → dom (𝐹 ∖ I ) ⊆ 𝐷)
24 1onn 8432 . . . . . . . . . . 11 1o ∈ ω
255simp3d 1142 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o)
26 df-2o 8268 . . . . . . . . . . . . 13 2o = suc 1o
2725, 26breqtrdi 5111 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹𝑅 → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1o)
2827ad2antrr 722 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1o)
29 simpr 484 . . . . . . . . . . 11 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ))
30 dif1en 8907 . . . . . . . . . . 11 ((1o ∈ ω ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ suc 1o𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1o)
3124, 28, 29, 30mp3an2i 1464 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1o)
32 en1uniel 8772 . . . . . . . . . 10 ((dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ≈ 1o (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
3331, 32syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}))
3433eldifad 3895 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ dom (𝐹 ∖ I ))
3523, 34sseldd 3918 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥}) ∈ 𝐷)
361, 2, 3pmtrffv 18982 . . . . . . 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 583 . . . . . 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 4462 . . . . . . . 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 17 . . . . . . 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 480 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o)
41 en2other2 9696 . . . . . . . . 9 ((𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ∧ dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4241ancoms 458 . . . . . . . 8 ((dom (𝐹 ∖ I ) ≈ 2o𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4340, 42sylan 579 . . . . . . 7 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ { (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})}) = 𝑥)
4439, 43eqtrd 2778 . . . . . 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 2778 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹 (dom (𝐹 ∖ I ) ∖ {𝑥})) = 𝑥)
4620, 45eqtrd 2778 . . . 4 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
4710ffnd 6585 . . . . . . . 8 (𝐹𝑅𝐹 Fn 𝐷)
48 fnelnfp 7031 . . . . . . . 8 ((𝐹 Fn 𝐷𝑥𝐷) → (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ↔ (𝐹𝑥) ≠ 𝑥))
4947, 48sylan 579 . . . . . . 7 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I ) ↔ (𝐹𝑥) ≠ 𝑥))
5049necon2bbid 2986 . . . . . 6 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝑥) = 𝑥 ↔ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )))
5150biimpar 477 . . . . 5 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹𝑥) = 𝑥)
52 fveq2 6756 . . . . . 6 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = (𝐹𝑥))
53 id 22 . . . . . 6 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹𝑥) = 𝑥)
5452, 53eqtrd 2778 . . . . 5 ((𝐹𝑥) = 𝑥 → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
5551, 54syl 17 . . . 4 (((𝐹𝑅𝑥𝐷) ∧ ¬ 𝑥 ∈ dom (𝐹 ∖ I )) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
5646, 55pm2.61dan 809 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (𝐹‘(𝐹𝑥)) = 𝑥)
57 fvco2 6847 . . . 4 ((𝐹 Fn 𝐷𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (𝐹‘(𝐹𝑥)))
5847, 57sylan 579 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (𝐹‘(𝐹𝑥)))
59 fvresi 7027 . . . 4 (𝑥𝐷 → (( I ↾ 𝐷)‘𝑥) = 𝑥)
6059adantl 481 . . 3 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → (( I ↾ 𝐷)‘𝑥) = 𝑥)
6156, 58, 603eqtr4d 2788 . 2 ((𝐹𝑅𝑥𝐷) → ((𝐹𝐹)‘𝑥) = (( I ↾ 𝐷)‘𝑥))
6214, 16, 61eqfnfvd 6894 1 (𝐹𝑅 → (𝐹𝐹) = ( I ↾ 𝐷))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 395  w3a 1085   = wceq 1539  wcel 2108  wne 2942  Vcvv 3422  cdif 3880  wss 3883  ifcif 4456  {csn 4558   cuni 4836   class class class wbr 5070   I cid 5479  dom cdm 5580  ran crn 5581  cres 5582  ccom 5584  suc csuc 6253   Fn wfn 6413  wf 6414  cfv 6418  ωcom 7687  1oc1o 8260  2oc2o 8261  cen 8688  pmTrspcpmtr 18964
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-om 7688  df-1o 8267  df-2o 8268  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-pmtr 18965
This theorem is referenced by:  pmtrff1o  18986  pmtrfcnv  18987  symggen  18993  psgnunilem1  19016  cyc3genpmlem  31320
  Copyright terms: Public domain W3C validator