Metamath Proof Explorer


Theorem f1ocof1ob

Description: If the range of F equals the domain of G , then the composition ( G o. F ) is bijective iff F and G are both bijective. (Contributed by GL and AV, 7-Oct-2024)

Ref Expression
Assertion f1ocof1ob ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → G ∘ F : A ⟶ 1-1 onto D ↔ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 onto D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ffrn ⊢ F : A ⟶ B → F : A ⟶ ran ⁡ F
2 1 3ad2ant1 ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → F : A ⟶ ran ⁡ F
3 feq3 ⊢ ran ⁡ F = C → F : A ⟶ ran ⁡ F ↔ F : A ⟶ C
4 3 3ad2ant3 ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → F : A ⟶ ran ⁡ F ↔ F : A ⟶ C
5 2 4 mpbid ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → F : A ⟶ C
6 f1cof1b ⊢ F : A ⟶ C ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → G ∘ F : A ⟶ 1-1 D ↔ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 D
7 5 6 syld3an1 ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → G ∘ F : A ⟶ 1-1 D ↔ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 D
8 ffn ⊢ F : A ⟶ B → F Fn A
9 fnfocofob ⊢ F Fn A ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → G ∘ F : A ⟶ onto D ↔ G : C ⟶ onto D
10 8 9 syl3an1 ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → G ∘ F : A ⟶ onto D ↔ G : C ⟶ onto D
11 7 10 anbi12d ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → G ∘ F : A ⟶ 1-1 D ∧ G ∘ F : A ⟶ onto D ↔ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 D ∧ G : C ⟶ onto D
12 anass ⊢ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 D ∧ G : C ⟶ onto D ↔ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 D ∧ G : C ⟶ onto D
13 11 12 bitrdi ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → G ∘ F : A ⟶ 1-1 D ∧ G ∘ F : A ⟶ onto D ↔ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 D ∧ G : C ⟶ onto D
14 df-f1o ⊢ G ∘ F : A ⟶ 1-1 onto D ↔ G ∘ F : A ⟶ 1-1 D ∧ G ∘ F : A ⟶ onto D
15 df-f1o ⊢ G : C ⟶ 1-1 onto D ↔ G : C ⟶ 1-1 D ∧ G : C ⟶ onto D
16 15 anbi2i ⊢ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 onto D ↔ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 D ∧ G : C ⟶ onto D
17 13 14 16 3bitr4g ⊢ F : A ⟶ B ∧ G : C ⟶ D ∧ ran ⁡ F = C → G ∘ F : A ⟶ 1-1 onto D ↔ F : A ⟶ 1-1 C ∧ G : C ⟶ 1-1 onto D