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Theorem fcofo

Description: An application is surjective if a section exists. Proposition 8 of BourbakiEns p. E.II.18. (Contributed by FL, 17-Nov-2011) (Proof shortened by Mario Carneiro, 27-Dec-2014)

Ref Expression
Assertion fcofo ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B → F : A ⟶ onto B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp1 ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B → F : A ⟶ B
2 ffvelcdm ⊢ S : B ⟶ A ∧ y ∈ B → S ⁡ y ∈ A
3 2 3ad2antl2 ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B ∧ y ∈ B → S ⁡ y ∈ A
4 simpl3 ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B ∧ y ∈ B → F ∘ S = I ↾ B
5 4 fveq1d ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B ∧ y ∈ B → F ∘ S ⁡ y = I ↾ B ⁡ y
6 fvco3 ⊢ S : B ⟶ A ∧ y ∈ B → F ∘ S ⁡ y = F ⁡ S ⁡ y
7 6 3ad2antl2 ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B ∧ y ∈ B → F ∘ S ⁡ y = F ⁡ S ⁡ y
8 fvresi ⊢ y ∈ B → I ↾ B ⁡ y = y
9 8 adantl ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B ∧ y ∈ B → I ↾ B ⁡ y = y
10 5 7 9 3eqtr3rd ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B ∧ y ∈ B → y = F ⁡ S ⁡ y
11 fveq2 ⊢ x = S ⁡ y → F ⁡ x = F ⁡ S ⁡ y
12 11 rspceeqv ⊢ S ⁡ y ∈ A ∧ y = F ⁡ S ⁡ y → ∃ x ∈ A y = F ⁡ x
13 3 10 12 syl2anc ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B ∧ y ∈ B → ∃ x ∈ A y = F ⁡ x
14 13 ralrimiva ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B → ∀ y ∈ B ∃ x ∈ A y = F ⁡ x
15 dffo3 ⊢ F : A ⟶ onto B ↔ F : A ⟶ B ∧ ∀ y ∈ B ∃ x ∈ A y = F ⁡ x
16 1 14 15 sylanbrc ⊢ F : A ⟶ B ∧ S : B ⟶ A ∧ F ∘ S = I ↾ B → F : A ⟶ onto B