Theorem smoiso2 8415

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⟶onto𝐵 ∧ 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 6826	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹:𝐴⟶onto𝐵 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
2		smo11 8410	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹:𝐴⟶1-1𝐵)
3	1, 2	sylan 592	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:𝐴⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹:𝐴⟶1-1𝐵)
4		simpl 488	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹:𝐴⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹:𝐴⟶onto𝐵)
5		df-f1o 6573	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:𝐴⟶1-1onto𝐵 ↔ (𝐹:𝐴⟶1-1𝐵 ∧ 𝐹:𝐴⟶onto𝐵))
6	3, 4, 5	sylanbrc 595	. . . . 5 ⊢ ((𝐹:𝐴⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹:𝐴⟶1-1onto𝐵)
7	6	adantl 487	. . . 4 ⊢ (((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) ∧ (𝐹:𝐴⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹)) → 𝐹:𝐴⟶1-1onto𝐵)
8		fofn 6828	. . . . . 6 ⊢ (𝐹:𝐴⟶onto𝐵 → 𝐹 Fn 𝐴)
9		smoord 8411	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐹 Fn 𝐴 ∧ Smo 𝐹) ∧ (𝑥 ∈ 𝐴 ∧ 𝑦 ∈ 𝐴)) → (𝑥 ∈ 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑥) ∈ (𝐹‘𝑦)))
10		epel 5561	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 E 𝑦 ↔ 𝑥 ∈ 𝑦)
11		fvex 6929	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐹‘𝑦) ∈ V
12	11	epeli 5560	. . . . . . . 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 3209	. . . . . 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⟶onto𝐵 ∧ 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⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹)) → ∀𝑥 ∈ 𝐴 ∀𝑦 ∈ 𝐴 (𝑥 E 𝑦 ↔ (𝐹‘𝑥) E (𝐹‘𝑦)))
17		df-isom 6575	. . . 4 ⊢ (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) ↔ (𝐹:𝐴⟶1-1onto𝐵 ∧ ∀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⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹)) → 𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵))
19	18	ex 418	. 2 ⊢ ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → ((𝐹:𝐴⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹) → 𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵)))
20		isof1o 7362	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) → 𝐹:𝐴⟶1-1onto𝐵)
21		f1ofo 6862	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹:𝐴⟶1-1onto𝐵 → 𝐹:𝐴⟶onto𝐵)
22	20, 21	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) → 𝐹:𝐴⟶onto𝐵)
23	22	3ad2ant1 1151	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) ∧ Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → 𝐹:𝐴⟶onto𝐵)
24		smoiso 8408	. . . . 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⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹))
26	25	3expib 1140	. . 3 ⊢ (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) → ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → (𝐹:𝐴⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹)))
27	26	com12 33	. 2 ⊢ ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → (𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵) → (𝐹:𝐴⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹)))
28	19, 27	impbid 215	1 ⊢ ((Ord 𝐴 ∧ 𝐵 ⊆ On) → ((𝐹:𝐴⟶onto𝐵 ∧ Smo 𝐹) ↔ 𝐹 Isom E , E (𝐴, 𝐵)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080   ⊆ wss 3900   class class class wbr 5108   E cep 5557  Ord word 6387  Oncon0 6388   Fn wfn 6561  ⟶wf 6562  ⟶1-1wf1 6563  ⟶ontowfo 6564  ⟶1-1ontowf1o 6565  ‘cfv 6566   Isom wiso 6567  Smo wsmo 8391

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pr 5398

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-ne 2960  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rab 3417  df-v 3456  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-br 5109  df-opab 5174  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-ord 6391  df-on 6392  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-smo 8392

This theorem is used by:  oismo  9571  cofsmo  10386