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Theorem icoshftf1o

Description: Shifting a closed-below, open-above interval is one-to-one onto. (Contributed by Paul Chapman, 25-Mar-2008) (Proof shortened by Mario Carneiro, 1-Sep-2015)

Ref Expression
Hypothesis icoshftf1o.1 ⊢ F = x ∈ A B ⟼ x + C
Assertion icoshftf1o ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → F : A B ⟶ 1-1 onto A + C B + C

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 icoshftf1o.1 ⊢ F = x ∈ A B ⟼ x + C
2 icoshft ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → x ∈ A B → x + C ∈ A + C B + C
3 2 ralrimiv ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → ∀ x ∈ A B x + C ∈ A + C B + C
4 readdcl ⊢ A ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A + C ∈ ℝ
5 4 3adant2 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A + C ∈ ℝ
6 readdcl ⊢ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B + C ∈ ℝ
7 6 3adant1 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B + C ∈ ℝ
8 renegcl ⊢ C ∈ ℝ → − C ∈ ℝ
9 8 3ad2ant3 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → − C ∈ ℝ
10 icoshft ⊢ A + C ∈ ℝ ∧ B + C ∈ ℝ ∧ − C ∈ ℝ → y ∈ A + C B + C → y + − C ∈ A + C + − C B + C + − C
11 5 7 9 10 syl3anc ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → y ∈ A + C B + C → y + − C ∈ A + C + − C B + C + − C
12 11 imp ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → y + − C ∈ A + C + − C B + C + − C
13 7 rexrd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B + C ∈ ℝ *
14 icossre ⊢ A + C ∈ ℝ ∧ B + C ∈ ℝ * → A + C B + C ⊆ ℝ
15 5 13 14 syl2anc ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A + C B + C ⊆ ℝ
16 15 sselda ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → y ∈ ℝ
17 16 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → y ∈ ℂ
18 simpl3 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → C ∈ ℝ
19 18 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → C ∈ ℂ
20 17 19 negsubd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → y + − C = y − C
21 5 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A + C ∈ ℂ
22 simp3 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → C ∈ ℝ
23 22 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → C ∈ ℂ
24 21 23 negsubd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A + C + − C = A + C - C
25 simp1 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A ∈ ℝ
26 25 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A ∈ ℂ
27 26 23 pncand ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A + C - C = A
28 24 27 eqtrd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A + C + − C = A
29 7 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B + C ∈ ℂ
30 29 23 negsubd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B + C + − C = B + C - C
31 simp2 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B ∈ ℝ
32 31 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B ∈ ℂ
33 32 23 pncand ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B + C - C = B
34 30 33 eqtrd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → B + C + − C = B
35 28 34 oveq12d ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → A + C + − C B + C + − C = A B
36 35 adantr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → A + C + − C B + C + − C = A B
37 12 20 36 3eltr3d ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → y − C ∈ A B
38 reueq ⊢ y − C ∈ A B ↔ ∃! x ∈ A B x = y − C
39 37 38 sylib ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → ∃! x ∈ A B x = y − C
40 16 adantr ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C ∧ x ∈ A B → y ∈ ℝ
41 40 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C ∧ x ∈ A B → y ∈ ℂ
42 simpll3 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C ∧ x ∈ A B → C ∈ ℝ
43 42 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C ∧ x ∈ A B → C ∈ ℂ
44 simpl1 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → A ∈ ℝ
45 simpl2 ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → B ∈ ℝ
46 45 rexrd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → B ∈ ℝ *
47 icossre ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ * → A B ⊆ ℝ
48 44 46 47 syl2anc ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → A B ⊆ ℝ
49 48 sselda ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C ∧ x ∈ A B → x ∈ ℝ
50 49 recnd ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C ∧ x ∈ A B → x ∈ ℂ
51 41 43 50 subadd2d ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C ∧ x ∈ A B → y − C = x ↔ x + C = y
52 eqcom ⊢ x = y − C ↔ y − C = x
53 eqcom ⊢ y = x + C ↔ x + C = y
54 51 52 53 3bitr4g ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C ∧ x ∈ A B → x = y − C ↔ y = x + C
55 54 reubidva ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → ∃! x ∈ A B x = y − C ↔ ∃! x ∈ A B y = x + C
56 39 55 mpbid ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ ∧ y ∈ A + C B + C → ∃! x ∈ A B y = x + C
57 56 ralrimiva ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → ∀ y ∈ A + C B + C ∃! x ∈ A B y = x + C
58 1 f1ompt ⊢ F : A B ⟶ 1-1 onto A + C B + C ↔ ∀ x ∈ A B x + C ∈ A + C B + C ∧ ∀ y ∈ A + C B + C ∃! x ∈ A B y = x + C
59 3 57 58 sylanbrc ⊢ A ∈ ℝ ∧ B ∈ ℝ ∧ C ∈ ℝ → F : A B ⟶ 1-1 onto A + C B + C