MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  psrbagconf1o Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem psrbagconf1o 19374
Description: Bag complementation is a bijection on the set of bags dominated by a given bag 𝐹. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
psrbag.d 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
psrbagconf1o.1 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹}
Assertion
Ref Expression
psrbagconf1o ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → (𝑥𝑆 ↦ (𝐹𝑓𝑥)):𝑆1-1-onto𝑆)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑓,𝑦,𝐹   𝑥,𝑉,𝑦   𝑓,𝐼,𝑥,𝑦   𝑥,𝑆   𝑥,𝐷,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑓)   𝑆(𝑦,𝑓)   𝑉(𝑓)

Proof of Theorem psrbagconf1o
Dummy variables 𝑛 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2622 . 2 (𝑥𝑆 ↦ (𝐹𝑓𝑥)) = (𝑥𝑆 ↦ (𝐹𝑓𝑥))
2 simpll 790 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐼𝑉)
3 simplr 792 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐹𝐷)
4 simpr 477 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝑆)
5 breq1 4656 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦𝑟𝐹𝑥𝑟𝐹))
6 psrbagconf1o.1 . . . . . . . 8 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹}
75, 6elrab2 3366 . . . . . . 7 (𝑥𝑆 ↔ (𝑥𝐷𝑥𝑟𝐹))
84, 7sylib 208 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑥𝐷𝑥𝑟𝐹))
98simpld 475 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝐷)
10 psrbag.d . . . . . 6 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
1110psrbagf 19365 . . . . 5 ((𝐼𝑉𝑥𝐷) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
122, 9, 11syl2anc 693 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
138simprd 479 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝑟𝐹)
1410psrbagcon 19371 . . . 4 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹𝐷𝑥:𝐼⟶ℕ0𝑥𝑟𝐹)) → ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹𝑓𝑥) ∘𝑟𝐹))
152, 3, 12, 13, 14syl13anc 1328 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹𝑓𝑥) ∘𝑟𝐹))
16 breq1 4656 . . . 4 (𝑦 = (𝐹𝑓𝑥) → (𝑦𝑟𝐹 ↔ (𝐹𝑓𝑥) ∘𝑟𝐹))
1716, 6elrab2 3366 . . 3 ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆 ↔ ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹𝑓𝑥) ∘𝑟𝐹))
1815, 17sylibr 224 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆)
1918ralrimiva 2966 . . 3 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → ∀𝑥𝑆 (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆)
20 oveq2 6658 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧 → (𝐹𝑓𝑥) = (𝐹𝑓𝑧))
2120eleq1d 2686 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝑆))
2221rspccva 3308 . . 3 ((∀𝑥𝑆 (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆𝑧𝑆) → (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝑆)
2319, 22sylan 488 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑧𝑆) → (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝑆)
2410psrbagf 19365 . . . . . . . . 9 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → 𝐹:𝐼⟶ℕ0)
2524adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐹:𝐼⟶ℕ0)
2625ffvelrnda 6359 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝐹𝑛) ∈ ℕ0)
27 simpll 790 . . . . . . . . 9 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐼𝑉)
28 ssrab2 3687 . . . . . . . . . . 11 {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹} ⊆ 𝐷
296, 28eqsstri 3635 . . . . . . . . . 10 𝑆𝐷
30 simprr 796 . . . . . . . . . 10 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝑆)
3129, 30sseldi 3601 . . . . . . . . 9 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝐷)
3210psrbagf 19365 . . . . . . . . 9 ((𝐼𝑉𝑧𝐷) → 𝑧:𝐼⟶ℕ0)
3327, 31, 32syl2anc 693 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧:𝐼⟶ℕ0)
3433ffvelrnda 6359 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑧𝑛) ∈ ℕ0)
3512adantrr 753 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
3635ffvelrnda 6359 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑥𝑛) ∈ ℕ0)
37 nn0cn 11302 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑛) ∈ ℕ0 → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
38 nn0cn 11302 . . . . . . . 8 ((𝑧𝑛) ∈ ℕ0 → (𝑧𝑛) ∈ ℂ)
39 nn0cn 11302 . . . . . . . 8 ((𝑥𝑛) ∈ ℕ0 → (𝑥𝑛) ∈ ℂ)
40 subsub23 10286 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑧𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑥𝑛) ∈ ℂ) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
4137, 38, 39, 40syl3an 1368 . . . . . . 7 (((𝐹𝑛) ∈ ℕ0 ∧ (𝑧𝑛) ∈ ℕ0 ∧ (𝑥𝑛) ∈ ℕ0) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
4226, 34, 36, 41syl3anc 1326 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
43 eqcom 2629 . . . . . 6 ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛))
44 eqcom 2629 . . . . . 6 ((𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛))
4542, 43, 443bitr4g 303 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛))))
46 ffn 6045 . . . . . . . 8 (𝐹:𝐼⟶ℕ0𝐹 Fn 𝐼)
4725, 46syl 17 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐹 Fn 𝐼)
48 ffn 6045 . . . . . . . 8 (𝑧:𝐼⟶ℕ0𝑧 Fn 𝐼)
4933, 48syl 17 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧 Fn 𝐼)
50 inidm 3822 . . . . . . 7 (𝐼𝐼) = 𝐼
51 eqidd 2623 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝐹𝑛) = (𝐹𝑛))
52 eqidd 2623 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑧𝑛) = (𝑧𝑛))
5347, 49, 27, 27, 50, 51, 52ofval 6906 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)))
5453eqeq2d 2632 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛) ↔ (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛))))
55 ffn 6045 . . . . . . . 8 (𝑥:𝐼⟶ℕ0𝑥 Fn 𝐼)
5635, 55syl 17 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥 Fn 𝐼)
57 eqidd 2623 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑥𝑛) = (𝑥𝑛))
5847, 56, 27, 27, 50, 51, 57ofval 6906 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)))
5958eqeq2d 2632 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛))))
6045, 54, 593bitr4d 300 . . . 4 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛)))
6160ralbidva 2985 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛)))
6223adantrl 752 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝑆)
6329, 62sseldi 3601 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝐷)
6410psrbagf 19365 . . . . . 6 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝐷) → (𝐹𝑓𝑧):𝐼⟶ℕ0)
6527, 63, 64syl2anc 693 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑧):𝐼⟶ℕ0)
66 ffn 6045 . . . . 5 ((𝐹𝑓𝑧):𝐼⟶ℕ0 → (𝐹𝑓𝑧) Fn 𝐼)
6765, 66syl 17 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑧) Fn 𝐼)
68 eqfnfv 6311 . . . 4 ((𝑥 Fn 𝐼 ∧ (𝐹𝑓𝑧) Fn 𝐼) → (𝑥 = (𝐹𝑓𝑧) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛)))
6956, 67, 68syl2anc 693 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑥 = (𝐹𝑓𝑧) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛)))
7018adantrr 753 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆)
7129, 70sseldi 3601 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷)
7210psrbagf 19365 . . . . . 6 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷) → (𝐹𝑓𝑥):𝐼⟶ℕ0)
7327, 71, 72syl2anc 693 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑥):𝐼⟶ℕ0)
74 ffn 6045 . . . . 5 ((𝐹𝑓𝑥):𝐼⟶ℕ0 → (𝐹𝑓𝑥) Fn 𝐼)
7573, 74syl 17 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑥) Fn 𝐼)
76 eqfnfv 6311 . . . 4 ((𝑧 Fn 𝐼 ∧ (𝐹𝑓𝑥) Fn 𝐼) → (𝑧 = (𝐹𝑓𝑥) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛)))
7749, 75, 76syl2anc 693 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑧 = (𝐹𝑓𝑥) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛)))
7861, 69, 773bitr4d 300 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑥 = (𝐹𝑓𝑧) ↔ 𝑧 = (𝐹𝑓𝑥)))
791, 18, 23, 78f1o2d 6887 1 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → (𝑥𝑆 ↦ (𝐹𝑓𝑥)):𝑆1-1-onto𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384   = wceq 1483  wcel 1990  wral 2912  {crab 2916   class class class wbr 4653  cmpt 4729  ccnv 5113  cima 5117   Fn wfn 5883  wf 5884  1-1-ontowf1o 5887  cfv 5888  (class class class)co 6650  𝑓 cof 6895  𝑟 cofr 6896  𝑚 cmap 7857  Fincfn 7955  cc 9934  cle 10075  cmin 10266  cn 11020  0cn0 11292
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-of 6897  df-ofr 6898  df-om 7066  df-supp 7296  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-er 7742  df-map 7859  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-fin 7959  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-n0 11293
This theorem is referenced by:  psrass1lem  19377  psrcom  19409  psropprmul  19608
  Copyright terms: Public domain W3C validator