MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  psrbagconf1o Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem psrbagconf1o 20148
Description: Bag complementation is a bijection on the set of bags dominated by a given bag 𝐹. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
psrbag.d 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
psrbagconf1o.1 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦r𝐹}
Assertion
Ref Expression
psrbagconf1o ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → (𝑥𝑆 ↦ (𝐹f𝑥)):𝑆1-1-onto𝑆)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑓,𝑦,𝐹   𝑥,𝑉,𝑦   𝑓,𝐼,𝑥,𝑦   𝑥,𝑆   𝑥,𝐷,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑓)   𝑆(𝑦,𝑓)   𝑉(𝑓)

Proof of Theorem psrbagconf1o
Dummy variables 𝑛 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2821 . 2 (𝑥𝑆 ↦ (𝐹f𝑥)) = (𝑥𝑆 ↦ (𝐹f𝑥))
2 simpll 765 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐼𝑉)
3 simplr 767 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐹𝐷)
4 simpr 487 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝑆)
5 breq1 5062 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦r𝐹𝑥r𝐹))
6 psrbagconf1o.1 . . . . . . . 8 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦r𝐹}
75, 6elrab2 3683 . . . . . . 7 (𝑥𝑆 ↔ (𝑥𝐷𝑥r𝐹))
84, 7sylib 220 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑥𝐷𝑥r𝐹))
98simpld 497 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝐷)
10 psrbag.d . . . . . 6 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
1110psrbagf 20139 . . . . 5 ((𝐼𝑉𝑥𝐷) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
122, 9, 11syl2anc 586 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
138simprd 498 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥r𝐹)
1410psrbagcon 20145 . . . 4 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹𝐷𝑥:𝐼⟶ℕ0𝑥r𝐹)) → ((𝐹f𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹f𝑥) ∘r𝐹))
152, 3, 12, 13, 14syl13anc 1368 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → ((𝐹f𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹f𝑥) ∘r𝐹))
16 breq1 5062 . . . 4 (𝑦 = (𝐹f𝑥) → (𝑦r𝐹 ↔ (𝐹f𝑥) ∘r𝐹))
1716, 6elrab2 3683 . . 3 ((𝐹f𝑥) ∈ 𝑆 ↔ ((𝐹f𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹f𝑥) ∘r𝐹))
1815, 17sylibr 236 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → (𝐹f𝑥) ∈ 𝑆)
1918ralrimiva 3182 . . 3 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → ∀𝑥𝑆 (𝐹f𝑥) ∈ 𝑆)
20 oveq2 7158 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧 → (𝐹f𝑥) = (𝐹f𝑧))
2120eleq1d 2897 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → ((𝐹f𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹f𝑧) ∈ 𝑆))
2221rspccva 3622 . . 3 ((∀𝑥𝑆 (𝐹f𝑥) ∈ 𝑆𝑧𝑆) → (𝐹f𝑧) ∈ 𝑆)
2319, 22sylan 582 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑧𝑆) → (𝐹f𝑧) ∈ 𝑆)
2410psrbagf 20139 . . . . . . . . 9 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → 𝐹:𝐼⟶ℕ0)
2524adantr 483 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐹:𝐼⟶ℕ0)
2625ffvelrnda 6846 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝐹𝑛) ∈ ℕ0)
27 simpll 765 . . . . . . . . 9 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐼𝑉)
286ssrab3 4057 . . . . . . . . . 10 𝑆𝐷
29 simprr 771 . . . . . . . . . 10 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝑆)
3028, 29sseldi 3965 . . . . . . . . 9 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝐷)
3110psrbagf 20139 . . . . . . . . 9 ((𝐼𝑉𝑧𝐷) → 𝑧:𝐼⟶ℕ0)
3227, 30, 31syl2anc 586 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧:𝐼⟶ℕ0)
3332ffvelrnda 6846 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑧𝑛) ∈ ℕ0)
3412adantrr 715 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
3534ffvelrnda 6846 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑥𝑛) ∈ ℕ0)
36 nn0cn 11901 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑛) ∈ ℕ0 → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
37 nn0cn 11901 . . . . . . . 8 ((𝑧𝑛) ∈ ℕ0 → (𝑧𝑛) ∈ ℂ)
38 nn0cn 11901 . . . . . . . 8 ((𝑥𝑛) ∈ ℕ0 → (𝑥𝑛) ∈ ℂ)
39 subsub23 10885 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑧𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑥𝑛) ∈ ℂ) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
4036, 37, 38, 39syl3an 1156 . . . . . . 7 (((𝐹𝑛) ∈ ℕ0 ∧ (𝑧𝑛) ∈ ℕ0 ∧ (𝑥𝑛) ∈ ℕ0) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
4126, 33, 35, 40syl3anc 1367 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
42 eqcom 2828 . . . . . 6 ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛))
43 eqcom 2828 . . . . . 6 ((𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛))
4441, 42, 433bitr4g 316 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛))))
4525ffnd 6510 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐹 Fn 𝐼)
4632ffnd 6510 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧 Fn 𝐼)
47 inidm 4195 . . . . . . 7 (𝐼𝐼) = 𝐼
48 eqidd 2822 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝐹𝑛) = (𝐹𝑛))
49 eqidd 2822 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑧𝑛) = (𝑧𝑛))
5045, 46, 27, 27, 47, 48, 49ofval 7412 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝐹f𝑧)‘𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)))
5150eqeq2d 2832 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹f𝑧)‘𝑛) ↔ (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛))))
5234ffnd 6510 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥 Fn 𝐼)
53 eqidd 2822 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑥𝑛) = (𝑥𝑛))
5445, 52, 27, 27, 47, 48, 53ofval 7412 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝐹f𝑥)‘𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)))
5554eqeq2d 2832 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑧𝑛) = ((𝐹f𝑥)‘𝑛) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛))))
5644, 51, 553bitr4d 313 . . . 4 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹f𝑧)‘𝑛) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹f𝑥)‘𝑛)))
5756ralbidva 3196 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹f𝑧)‘𝑛) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹f𝑥)‘𝑛)))
5823adantrl 714 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹f𝑧) ∈ 𝑆)
5928, 58sseldi 3965 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹f𝑧) ∈ 𝐷)
6010psrbagf 20139 . . . . . 6 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹f𝑧) ∈ 𝐷) → (𝐹f𝑧):𝐼⟶ℕ0)
6127, 59, 60syl2anc 586 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹f𝑧):𝐼⟶ℕ0)
6261ffnd 6510 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹f𝑧) Fn 𝐼)
63 eqfnfv 6797 . . . 4 ((𝑥 Fn 𝐼 ∧ (𝐹f𝑧) Fn 𝐼) → (𝑥 = (𝐹f𝑧) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹f𝑧)‘𝑛)))
6452, 62, 63syl2anc 586 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑥 = (𝐹f𝑧) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹f𝑧)‘𝑛)))
6518adantrr 715 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹f𝑥) ∈ 𝑆)
6628, 65sseldi 3965 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹f𝑥) ∈ 𝐷)
6710psrbagf 20139 . . . . . 6 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹f𝑥) ∈ 𝐷) → (𝐹f𝑥):𝐼⟶ℕ0)
6827, 66, 67syl2anc 586 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹f𝑥):𝐼⟶ℕ0)
6968ffnd 6510 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹f𝑥) Fn 𝐼)
70 eqfnfv 6797 . . . 4 ((𝑧 Fn 𝐼 ∧ (𝐹f𝑥) Fn 𝐼) → (𝑧 = (𝐹f𝑥) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹f𝑥)‘𝑛)))
7146, 69, 70syl2anc 586 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑧 = (𝐹f𝑥) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹f𝑥)‘𝑛)))
7257, 64, 713bitr4d 313 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑥 = (𝐹f𝑧) ↔ 𝑧 = (𝐹f𝑥)))
731, 18, 23, 72f1o2d 7393 1 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → (𝑥𝑆 ↦ (𝐹f𝑥)):𝑆1-1-onto𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398   = wceq 1533  wcel 2110  wral 3138  {crab 3142   class class class wbr 5059  cmpt 5139  ccnv 5549  cima 5553   Fn wfn 6345  wf 6346  1-1-ontowf1o 6349  cfv 6350  (class class class)co 7150  f cof 7401  r cofr 7402  m cmap 8400  Fincfn 8503  cc 10529  cle 10670  cmin 10864  cn 11632  0cn0 11891
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2156  ax-12 2172  ax-ext 2793  ax-rep 5183  ax-sep 5196  ax-nul 5203  ax-pow 5259  ax-pr 5322  ax-un 7455  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rab 3147  df-v 3497  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4833  df-iun 4914  df-br 5060  df-opab 5122  df-mpt 5140  df-tr 5166  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5469  df-so 5470  df-fr 5509  df-we 5511  df-xp 5556  df-rel 5557  df-cnv 5558  df-co 5559  df-dm 5560  df-rn 5561  df-res 5562  df-ima 5563  df-pred 6143  df-ord 6189  df-on 6190  df-lim 6191  df-suc 6192  df-iota 6309  df-fun 6352  df-fn 6353  df-f 6354  df-f1 6355  df-fo 6356  df-f1o 6357  df-fv 6358  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-of 7403  df-ofr 7404  df-om 7575  df-supp 7825  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-er 8283  df-map 8402  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-fin 8507  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-nn 11633  df-n0 11892
This theorem is referenced by:  psrass1lem  20151  psrcom  20183  psropprmul  20400
  Copyright terms: Public domain W3C validator