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Theorem exfo

Description: A relation equivalent to the existence of an onto mapping. The right-hand f is not necessarily a function. (Contributed by NM, 20-Mar-2007)

Ref Expression
Assertion exfo f f : A onto B f x A ∃! y B x f y x B y A y f x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dffo4 f : A onto B f : A B x B y A y f x
2 dff4 f : A B f A × B x A ∃! y B x f y
3 2 simprbi f : A B x A ∃! y B x f y
4 3 anim1i f : A B x B y A y f x x A ∃! y B x f y x B y A y f x
5 1 4 sylbi f : A onto B x A ∃! y B x f y x B y A y f x
6 5 eximi f f : A onto B f x A ∃! y B x f y x B y A y f x
7 brinxp x A y B x f y x f A × B y
8 7 reubidva x A ∃! y B x f y ∃! y B x f A × B y
9 8 biimpd x A ∃! y B x f y ∃! y B x f A × B y
10 9 ralimia x A ∃! y B x f y x A ∃! y B x f A × B y
11 inss2 f A × B A × B
12 10 11 jctil x A ∃! y B x f y f A × B A × B x A ∃! y B x f A × B y
13 dff4 f A × B : A B f A × B A × B x A ∃! y B x f A × B y
14 12 13 sylibr x A ∃! y B x f y f A × B : A B
15 rninxp ran f A × B = B x B y A y f x
16 15 biimpri x B y A y f x ran f A × B = B
17 14 16 anim12i x A ∃! y B x f y x B y A y f x f A × B : A B ran f A × B = B
18 dffo2 f A × B : A onto B f A × B : A B ran f A × B = B
19 17 18 sylibr x A ∃! y B x f y x B y A y f x f A × B : A onto B
20 vex f V
21 20 inex1 f A × B V
22 foeq1 g = f A × B g : A onto B f A × B : A onto B
23 21 22 spcev f A × B : A onto B g g : A onto B
24 19 23 syl x A ∃! y B x f y x B y A y f x g g : A onto B
25 24 exlimiv f x A ∃! y B x f y x B y A y f x g g : A onto B
26 foeq1 g = f g : A onto B f : A onto B
27 26 cbvexvw g g : A onto B f f : A onto B
28 25 27 sylib f x A ∃! y B x f y x B y A y f x f f : A onto B
29 6 28 impbii f f : A onto B f x A ∃! y B x f y x B y A y f x