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Theorem sticksstones3

Description: The range function on strictly monotone functions with finite domain and codomain is an surjective mapping onto K -elemental sets. (Contributed by metakunt, 28-Sep-2024)

Ref Expression
Hypotheses sticksstones3.1 φ N 0
sticksstones3.2 φ K 0
sticksstones3.3 B = a 𝒫 1 N | a = K
sticksstones3.4 A = f | f : 1 K 1 N x 1 K y 1 K x < y f x < f y
sticksstones3.5 F = z A ran z
Assertion sticksstones3 φ F : A onto B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sticksstones3.1 φ N 0
2 sticksstones3.2 φ K 0
3 sticksstones3.3 B = a 𝒫 1 N | a = K
4 sticksstones3.4 A = f | f : 1 K 1 N x 1 K y 1 K x < y f x < f y
5 sticksstones3.5 F = z A ran z
6 1 2 3 4 5 sticksstones2 φ F : A 1-1 B
7 df-f1 F : A 1-1 B F : A B Fun F -1
8 7 biimpi F : A 1-1 B F : A B Fun F -1
9 8 simpld F : A 1-1 B F : A B
10 6 9 syl φ F : A B
11 3 eleq2i w B w a 𝒫 1 N | a = K
12 11 bilani φ w B w a 𝒫 1 N | a = K
13 fveqeq2 a = w a = K w = K
14 13 elrab w a 𝒫 1 N | a = K w 𝒫 1 N w = K
15 12 14 sylib φ w B w 𝒫 1 N w = K
16 15 simpld φ w B w 𝒫 1 N
17 16 elpwid φ w B w 1 N
18 17 sseld φ w B c w c 1 N
19 18 imp φ w B c w c 1 N
20 19 3impa φ w B c w c 1 N
21 elfznn c 1 N c
22 20 21 syl φ w B c w c
23 22 nnred φ w B c w c
24 23 3expa φ w B c w c
25 24 ex φ w B c w c
26 25 ssrdv φ w B w
27 ltso < Or
28 soss w < Or < Or w
29 27 28 mpi w < Or w
30 26 29 syl φ w B < Or w
31 fzfid φ w B 1 N Fin
32 31 17 ssfid φ w B w Fin
33 fz1iso < Or w w Fin v v Isom < , < 1 w w
34 30 32 33 syl2anc φ w B v v Isom < , < 1 w w
35 df-isom v Isom < , < 1 w w v : 1 w 1-1 onto w x 1 w y 1 w x < y v x < v y
36 35 biimpi v Isom < , < 1 w w v : 1 w 1-1 onto w x 1 w y 1 w x < y v x < v y
37 36 3ad2ant3 φ w B v Isom < , < 1 w w v : 1 w 1-1 onto w x 1 w y 1 w x < y v x < v y
38 37 simpld φ w B v Isom < , < 1 w w v : 1 w 1-1 onto w
39 15 simprd φ w B w = K
40 oveq2 w = K 1 w = 1 K
41 40 f1oeq2d w = K v : 1 w 1-1 onto w v : 1 K 1-1 onto w
42 39 41 syl φ w B v : 1 w 1-1 onto w v : 1 K 1-1 onto w
43 42 biimpd φ w B v : 1 w 1-1 onto w v : 1 K 1-1 onto w
44 43 3adant3 φ w B v Isom < , < 1 w w v : 1 w 1-1 onto w v : 1 K 1-1 onto w
45 38 44 mpd φ w B v Isom < , < 1 w w v : 1 K 1-1 onto w
46 f1of v : 1 K 1-1 onto w v : 1 K w
47 45 46 syl φ w B v Isom < , < 1 w w v : 1 K w
48 47 ffnd φ w B v Isom < , < 1 w w v Fn 1 K
49 ovexd φ w B v Isom < , < 1 w w 1 K V
50 48 49 fnexd φ w B v Isom < , < 1 w w v V
51 17 3adant3 φ w B v Isom < , < 1 w w w 1 N
52 fss v : 1 K w w 1 N v : 1 K 1 N
53 47 51 52 syl2anc φ w B v Isom < , < 1 w w v : 1 K 1 N
54 37 simprd φ w B v Isom < , < 1 w w x 1 w y 1 w x < y v x < v y
55 biimp x < y v x < v y x < y v x < v y
56 55 a1i φ w B v Isom < , < 1 w w x 1 w y 1 w x < y v x < v y x < y v x < v y
57 56 ralimdva φ w B v Isom < , < 1 w w x 1 w y 1 w x < y v x < v y y 1 w x < y v x < v y
58 57 ralimdva φ w B v Isom < , < 1 w w x 1 w y 1 w x < y v x < v y x 1 w y 1 w x < y v x < v y
59 54 58 mpd φ w B v Isom < , < 1 w w x 1 w y 1 w x < y v x < v y
60 39 adantr φ w B v Isom < , < 1 w w w = K
61 60 3impa φ w B v Isom < , < 1 w w w = K
62 61 oveq2d φ w B v Isom < , < 1 w w 1 w = 1 K
63 62 raleqdv φ w B v Isom < , < 1 w w y 1 w x < y v x < v y y 1 K x < y v x < v y
64 63 adantr φ w B v Isom < , < 1 w w x 1 w y 1 w x < y v x < v y y 1 K x < y v x < v y
65 62 64 raleqbidva φ w B v Isom < , < 1 w w x 1 w y 1 w x < y v x < v y x 1 K y 1 K x < y v x < v y
66 59 65 mpbid φ w B v Isom < , < 1 w w x 1 K y 1 K x < y v x < v y
67 53 66 jca φ w B v Isom < , < 1 w w v : 1 K 1 N x 1 K y 1 K x < y v x < v y
68 feq1 f = v f : 1 K 1 N v : 1 K 1 N
69 fveq1 f = v f x = v x
70 fveq1 f = v f y = v y
71 69 70 breq12d f = v f x < f y v x < v y
72 71 imbi2d f = v x < y f x < f y x < y v x < v y
73 72 2ralbidv f = v x 1 K y 1 K x < y f x < f y x 1 K y 1 K x < y v x < v y
74 68 73 anbi12d f = v f : 1 K 1 N x 1 K y 1 K x < y f x < f y v : 1 K 1 N x 1 K y 1 K x < y v x < v y
75 50 67 74 elabd φ w B v Isom < , < 1 w w v f | f : 1 K 1 N x 1 K y 1 K x < y f x < f y
76 4 eleq2i v A v f | f : 1 K 1 N x 1 K y 1 K x < y f x < f y
77 75 76 sylibr φ w B v Isom < , < 1 w w v A
78 5 a1i φ v A F = z A ran z
79 simpr φ v A z = v z = v
80 79 rneqd φ v A z = v ran z = ran v
81 simpr φ v A v A
82 rnexg v A ran v V
83 81 82 syl φ v A ran v V
84 78 80 81 83 fvmptd φ v A F v = ran v
85 84 ex φ v A F v = ran v
86 85 3ad2ant1 φ w B v Isom < , < 1 w w v A F v = ran v
87 77 86 mpd φ w B v Isom < , < 1 w w F v = ran v
88 dff1o2 v : 1 K 1-1 onto w v Fn 1 K Fun v -1 ran v = w
89 88 biimpi v : 1 K 1-1 onto w v Fn 1 K Fun v -1 ran v = w
90 89 simp3d v : 1 K 1-1 onto w ran v = w
91 45 90 syl φ w B v Isom < , < 1 w w ran v = w
92 87 91 eqtrd φ w B v Isom < , < 1 w w F v = w
93 92 eqcomd φ w B v Isom < , < 1 w w w = F v
94 77 93 jca φ w B v Isom < , < 1 w w v A w = F v
95 94 3expa φ w B v Isom < , < 1 w w v A w = F v
96 95 ex φ w B v Isom < , < 1 w w v A w = F v
97 96 eximdv φ w B v v Isom < , < 1 w w v v A w = F v
98 34 97 mpd φ w B v v A w = F v
99 df-rex v A w = F v v v A w = F v
100 98 99 sylibr φ w B v A w = F v
101 100 ralrimiva φ w B v A w = F v
102 10 101 jca φ F : A B w B v A w = F v
103 dffo3 F : A onto B F : A B w B v A w = F v
104 103 a1i φ F : A onto B F : A B w B v A w = F v
105 102 104 mpbird φ F : A onto B