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Theorem f1o3d

Description: Describe an implicit one-to-one onto function. (Contributed by Thierry Arnoux, 23-Apr-2017)

Ref Expression
Hypotheses f1o3d.1 ⊢ φ → F = x ∈ A ⟼ C
f1o3d.2 ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ B
f1o3d.3 ⊢ φ ∧ y ∈ B → D ∈ A
f1o3d.4 ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → x = D ↔ y = C
Assertion f1o3d ⊢ φ → F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ F -1 = y ∈ B ⟼ D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 f1o3d.1 ⊢ φ → F = x ∈ A ⟼ C
2 f1o3d.2 ⊢ φ ∧ x ∈ A → C ∈ B
3 f1o3d.3 ⊢ φ ∧ y ∈ B → D ∈ A
4 f1o3d.4 ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B → x = D ↔ y = C
5 2 ralrimiva ⊢ φ → ∀ x ∈ A C ∈ B
6 eqid ⊢ x ∈ A ⟼ C = x ∈ A ⟼ C
7 6 fnmpt ⊢ ∀ x ∈ A C ∈ B → x ∈ A ⟼ C Fn A
8 5 7 syl ⊢ φ → x ∈ A ⟼ C Fn A
9 1 fneq1d ⊢ φ → F Fn A ↔ x ∈ A ⟼ C Fn A
10 8 9 mpbird ⊢ φ → F Fn A
11 3 ralrimiva ⊢ φ → ∀ y ∈ B D ∈ A
12 eqid ⊢ y ∈ B ⟼ D = y ∈ B ⟼ D
13 12 fnmpt ⊢ ∀ y ∈ B D ∈ A → y ∈ B ⟼ D Fn B
14 11 13 syl ⊢ φ → y ∈ B ⟼ D Fn B
15 eleq1a ⊢ C ∈ B → y = C → y ∈ B
16 2 15 syl ⊢ φ ∧ x ∈ A → y = C → y ∈ B
17 16 impr ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y = C → y ∈ B
18 4 biimpar ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ y = C → x = D
19 18 exp42 ⊢ φ → x ∈ A → y ∈ B → y = C → x = D
20 19 com34 ⊢ φ → x ∈ A → y = C → y ∈ B → x = D
21 20 imp32 ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y = C → y ∈ B → x = D
22 17 21 jcai ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y = C → y ∈ B ∧ x = D
23 eleq1a ⊢ D ∈ A → x = D → x ∈ A
24 3 23 syl ⊢ φ ∧ y ∈ B → x = D → x ∈ A
25 24 impr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ x = D → x ∈ A
26 4 biimpa ⊢ φ ∧ x ∈ A ∧ y ∈ B ∧ x = D → y = C
27 26 exp42 ⊢ φ → x ∈ A → y ∈ B → x = D → y = C
28 27 com23 ⊢ φ → y ∈ B → x ∈ A → x = D → y = C
29 28 com34 ⊢ φ → y ∈ B → x = D → x ∈ A → y = C
30 29 imp32 ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ x = D → x ∈ A → y = C
31 25 30 jcai ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ x = D → x ∈ A ∧ y = C
32 22 31 impbida ⊢ φ → x ∈ A ∧ y = C ↔ y ∈ B ∧ x = D
33 32 opabbidv ⊢ φ → y x | x ∈ A ∧ y = C = y x | y ∈ B ∧ x = D
34 df-mpt ⊢ x ∈ A ⟼ C = x y | x ∈ A ∧ y = C
35 1 34 eqtrdi ⊢ φ → F = x y | x ∈ A ∧ y = C
36 35 cnveqd ⊢ φ → F -1 = x y | x ∈ A ∧ y = C -1
37 cnvopab ⊢ x y | x ∈ A ∧ y = C -1 = y x | x ∈ A ∧ y = C
38 36 37 eqtrdi ⊢ φ → F -1 = y x | x ∈ A ∧ y = C
39 df-mpt ⊢ y ∈ B ⟼ D = y x | y ∈ B ∧ x = D
40 39 a1i ⊢ φ → y ∈ B ⟼ D = y x | y ∈ B ∧ x = D
41 33 38 40 3eqtr4d ⊢ φ → F -1 = y ∈ B ⟼ D
42 41 fneq1d ⊢ φ → F -1 Fn B ↔ y ∈ B ⟼ D Fn B
43 14 42 mpbird ⊢ φ → F -1 Fn B
44 dff1o4 ⊢ F : A ⟶ 1-1 onto B ↔ F Fn A ∧ F -1 Fn B
45 10 43 44 sylanbrc ⊢ φ → F : A ⟶ 1-1 onto B
46 45 41 jca ⊢ φ → F : A ⟶ 1-1 onto B ∧ F -1 = y ∈ B ⟼ D