Theorem smoiso2 8370

Description: The strictly monotone ordinal functions are also isomorphisms of subclasses of On equipped with the membership relation. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Mar-2013.)

Assertion

Ref	Expression
smoiso2	⊢ ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → ((𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹) ↔ 𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵)))

Proof of Theorem smoiso2

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fof 6794	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹:𝐴–onto→𝐵 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
2		smo11 8365	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹:𝐴–1-1→𝐵)
3	1, 2	sylan 592	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹:𝐴–1-1→𝐵)
4		simpl 488	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹:𝐴–onto→𝐵)
5		df-f1o 6544	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵 ↔ (𝐹:𝐴–1-1→𝐵 ∧ 𝐹:𝐴–onto→𝐵))
6	3, 4, 5	sylanbrc 595	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵)
7	6	adantl 487	. . . 4 ⊢ (((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) ∧ (𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹)) → 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵)
8		fofn 6796	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:𝐴–onto→𝐵 → 𝐹 Fn 𝐴)
9		smoord 8366	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 Fn 𝐴 ∧ Smo 𝐹) ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴)) → (𝑥 ∈ 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑥) ∈ (𝐹‘𝑦)))
10		epel 5554	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 E 𝑦 ↔ 𝑥 ∈ 𝑦)
11		fvex 6896	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹‘𝑦) ∈ V
12	11	epeli 5553	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹‘𝑥) E (𝐹‘𝑦) ↔ (𝐹‘𝑥) ∈ (𝐹‘𝑦))
13	9, 10, 12	3bitr4g 317	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐹 Fn 𝐴 ∧ Smo 𝐹) ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴)) → (𝑥 E 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑥) E (𝐹‘𝑦)))
14	13	ralrimivva 3206	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 Fn 𝐴 ∧ Smo 𝐹) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 E 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑥) E (𝐹‘𝑦)))
15	8, 14	sylan 592	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 E 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑥) E (𝐹‘𝑦)))
16	15	adantl 487	. . . 4 ⊢ (((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) ∧ (𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 E 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑥) E (𝐹‘𝑦)))
17		df-isom 6546	. . . 4 ⊢ (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) ↔ (𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 E 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑥) E (𝐹‘𝑦))))
18	7, 16, 17	sylanbrc 595	. . 3 ⊢ (((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) ∧ (𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹)) → 𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵))
19	18	ex 418	. 2 ⊢ ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → ((𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵)))
20		isof1o 7329	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) → 𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵)
21		f1ofo 6830	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹:𝐴–1-1-onto→𝐵 → 𝐹:𝐴–onto→𝐵)
22	20, 21	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) → 𝐹:𝐴–onto→𝐵)
23	22	3ad2ant1 1151	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) ∧ Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → 𝐹:𝐴–onto→𝐵)
24		smoiso 8363	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) ∧ Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → Smo 𝐹)
25	23, 24	jca 521	. . . 4 ⊢ ((𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) ∧ Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → (𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹))
26	25	3expib 1140	. . 3 ⊢ (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) → ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → (𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹)))
27	26	com12 33	. 2 ⊢ ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) → (𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹)))
28	19, 27	impbid 215	1 ⊢ ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → ((𝐹:𝐴–onto→𝐵 ∧ Smo 𝐹) ↔ 𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103   E cep 5550  Ord word 6360  Oncon0 6361   Fn wfn 6532  ⟶wf 6533  –1-1→wf1 6534  –onto→wfo 6535  –1-1-onto→wf1o 6536  ‘cfv 6537   Isom wiso 6538  Smo wsmo 8346

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 2733  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pr 5391

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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-ne 2957  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rab 3414  df-v 3453  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-br 5104  df-opab 5168  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-ord 6364  df-on 6365  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-smo 8347

This theorem is used by:  oismo  9527  cofsmo  10340