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Theorem projf1o

Description: A biijection from a set to a projection in a two dimensional space. (Contributed by Glauco Siliprandi, 11-Oct-2020)

Ref Expression
Hypotheses projf1o.1 ⊢ φ → A ∈ V
projf1o.2 ⊢ F = x ∈ B ⟼ A x
Assertion projf1o ⊢ φ → F : B ⟶ 1-1 onto A × B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 projf1o.1 ⊢ φ → A ∈ V
2 projf1o.2 ⊢ F = x ∈ B ⟼ A x
3 snidg ⊢ A ∈ V → A ∈ A
4 1 3 syl ⊢ φ → A ∈ A
5 4 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B → A ∈ A
6 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ B → y ∈ B
7 5 6 opelxpd ⊢ φ ∧ y ∈ B → A y ∈ A × B
8 opeq2 ⊢ x = y → A x = A y
9 8 cbvmptv ⊢ x ∈ B ⟼ A x = y ∈ B ⟼ A y
10 2 9 eqtri ⊢ F = y ∈ B ⟼ A y
11 7 10 fmptd ⊢ φ → F : B ⟶ A × B
12 simpl1 ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ F ⁡ y = F ⁡ z → φ
13 2 8 6 7 fvmptd3 ⊢ φ ∧ y ∈ B → F ⁡ y = A y
14 13 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ B → A y = F ⁡ y
15 14 3adant3 ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → A y = F ⁡ y
16 15 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ F ⁡ y = F ⁡ z → A y = F ⁡ y
17 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ F ⁡ y = F ⁡ z → F ⁡ y = F ⁡ z
18 opeq2 ⊢ y = z → A y = A z
19 simpr ⊢ φ ∧ z ∈ B → z ∈ B
20 opex ⊢ A z ∈ V
21 20 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ B → A z ∈ V
22 10 18 19 21 fvmptd3 ⊢ φ ∧ z ∈ B → F ⁡ z = A z
23 22 3adant2 ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ z = A z
24 23 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ F ⁡ y = F ⁡ z → F ⁡ z = A z
25 16 17 24 3eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ F ⁡ y = F ⁡ z → A y = A z
26 vex ⊢ z ∈ V
27 26 a1i ⊢ φ → z ∈ V
28 opthg2 ⊢ A ∈ V ∧ z ∈ V → A y = A z ↔ A = A ∧ y = z
29 1 27 28 syl2anc ⊢ φ → A y = A z ↔ A = A ∧ y = z
30 29 simplbda ⊢ φ ∧ A y = A z → y = z
31 12 25 30 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ F ⁡ y = F ⁡ z → y = z
32 31 ex ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ y = F ⁡ z → y = z
33 32 3expb ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ y = F ⁡ z → y = z
34 33 ralrimivva ⊢ φ → ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B F ⁡ y = F ⁡ z → y = z
35 dff13 ⊢ F : B ⟶ 1-1 A × B ↔ F : B ⟶ A × B ∧ ∀ y ∈ B ∀ z ∈ B F ⁡ y = F ⁡ z → y = z
36 11 34 35 sylanbrc ⊢ φ → F : B ⟶ 1-1 A × B
37 elsnxp ⊢ A ∈ V → z ∈ A × B ↔ ∃ y ∈ B z = A y
38 1 37 syl ⊢ φ → z ∈ A × B ↔ ∃ y ∈ B z = A y
39 38 biimpa ⊢ φ ∧ z ∈ A × B → ∃ y ∈ B z = A y
40 13 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z = A y → F ⁡ y = A y
41 id ⊢ z = A y → z = A y
42 41 eqcomd ⊢ z = A y → A y = z
43 42 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z = A y → A y = z
44 40 43 eqtr2d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z = A y → z = F ⁡ y
45 44 ex ⊢ φ ∧ y ∈ B → z = A y → z = F ⁡ y
46 45 adantlr ⊢ φ ∧ z ∈ A × B ∧ y ∈ B → z = A y → z = F ⁡ y
47 46 reximdva ⊢ φ ∧ z ∈ A × B → ∃ y ∈ B z = A y → ∃ y ∈ B z = F ⁡ y
48 39 47 mpd ⊢ φ ∧ z ∈ A × B → ∃ y ∈ B z = F ⁡ y
49 48 ralrimiva ⊢ φ → ∀ z ∈ A × B ∃ y ∈ B z = F ⁡ y
50 dffo3 ⊢ F : B ⟶ onto A × B ↔ F : B ⟶ A × B ∧ ∀ z ∈ A × B ∃ y ∈ B z = F ⁡ y
51 11 49 50 sylanbrc ⊢ φ → F : B ⟶ onto A × B
52 df-f1o ⊢ F : B ⟶ 1-1 onto A × B ↔ F : B ⟶ 1-1 A × B ∧ F : B ⟶ onto A × B
53 36 51 52 sylanbrc ⊢ φ → F : B ⟶ 1-1 onto A × B