Metamath Proof Explorer


Theorem omf1o

Description: Construct an explicit bijection from A .o B to B .o A . (Contributed by Mario Carneiro, 30-May-2015)

Ref Expression
Hypotheses omf1o.1 โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) +o ๐‘ฆ ) )
omf1o.2 โŠข ๐บ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) )
Assertion omf1o ( ( ๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On ) โ†’ ( ๐บ โˆ˜ โ—ก ๐น ) : ( ๐ด ยทo ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 omf1o.1 โŠข ๐น = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ๐ด ยทo ๐‘ฅ ) +o ๐‘ฆ ) )
2 omf1o.2 โŠข ๐บ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) )
3 eqid โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) )
4 3 omxpenlem โŠข ( ( ๐ต โˆˆ On โˆง ๐ด โˆˆ On ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) : ( ๐ด ร— ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )
5 4 ancoms โŠข ( ( ๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) : ( ๐ด ร— ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )
6 eqid โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) = ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } )
7 6 xpcomf1o โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ด ร— ๐ต )
8 f1oco โŠข ( ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) : ( ๐ด ร— ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) โˆง ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ด ร— ๐ต ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) โˆ˜ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) ) : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )
9 5 7 8 sylancl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) โˆ˜ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) ) : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )
10 6 3 xpcomco โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) โˆ˜ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) )
11 2 10 eqtr4i โŠข ๐บ = ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) โˆ˜ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) )
12 f1oeq1 โŠข ( ๐บ = ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) โˆ˜ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) ) โ†’ ( ๐บ : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) โ†” ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) โˆ˜ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) ) : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) ) )
13 11 12 ax-mp โŠข ( ๐บ : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) โ†” ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ด , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ( ๐ต ยทo ๐‘ฆ ) +o ๐‘ฅ ) ) โˆ˜ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐ต ร— ๐ด ) โ†ฆ โˆช โ—ก { ๐‘ง } ) ) : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )
14 9 13 sylibr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On ) โ†’ ๐บ : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )
15 1 omxpenlem โŠข ( ( ๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On ) โ†’ ๐น : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ด ยทo ๐ต ) )
16 f1ocnv โŠข ( ๐น : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ด ยทo ๐ต ) โ†’ โ—ก ๐น : ( ๐ด ยทo ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ร— ๐ด ) )
17 15 16 syl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On ) โ†’ โ—ก ๐น : ( ๐ด ยทo ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ร— ๐ด ) )
18 f1oco โŠข ( ( ๐บ : ( ๐ต ร— ๐ด ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) โˆง โ—ก ๐น : ( ๐ด ยทo ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ร— ๐ด ) ) โ†’ ( ๐บ โˆ˜ โ—ก ๐น ) : ( ๐ด ยทo ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )
19 14 17 18 syl2anc โŠข ( ( ๐ด โˆˆ On โˆง ๐ต โˆˆ On ) โ†’ ( ๐บ โˆ˜ โ—ก ๐น ) : ( ๐ด ยทo ๐ต ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐ต ยทo ๐ด ) )