Theorem fcof1 5979

Description: An application is injective if a retraction exists. Proposition 8 of [BourbakiEns] p. E.II.18. (Contributed by FL, 11-Nov-2011.) (Revised by Mario Carneiro, 27-Dec-2014.)

Assertion

Ref	Expression
fcof1	|- ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) -> F : A -1-1-> B )

Proof of Theorem fcof1

Dummy variables x y are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpl 444	. 2 |- ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) -> F : A --> B )
2		simprr 734	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( F ` x ) = ( F ` y ) )
3	2	fveq2d 5691	. . . . . . 7 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( R ` ( F ` x ) ) = ( R ` ( F ` y ) ) )
4		simpll 731	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> F : A --> B )
5		simprll 739	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> x e. A )
6		fvco3 5759	. . . . . . . 8 |- ( ( F : A --> B /\ x e. A ) -> ( ( R o. F ) ` x ) = ( R ` ( F ` x ) ) )
7	4, 5, 6	syl2anc 643	. . . . . . 7 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( ( R o. F ) ` x ) = ( R ` ( F ` x ) ) )
8		simprlr 740	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> y e. A )
9		fvco3 5759	. . . . . . . 8 |- ( ( F : A --> B /\ y e. A ) -> ( ( R o. F ) ` y ) = ( R ` ( F ` y ) ) )
10	4, 8, 9	syl2anc 643	. . . . . . 7 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( ( R o. F ) ` y ) = ( R ` ( F ` y ) ) )
11	3, 7, 10	3eqtr4d 2446	. . . . . 6 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( ( R o. F ) ` x ) = ( ( R o. F ) ` y ) )
12		simplr 732	. . . . . . 7 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( R o. F ) = ( _I |` A ) )
13	12	fveq1d 5689	. . . . . 6 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( ( R o. F ) ` x ) = ( ( _I |` A ) ` x ) )
14	12	fveq1d 5689	. . . . . 6 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( ( R o. F ) ` y ) = ( ( _I |` A ) ` y ) )
15	11, 13, 14	3eqtr3d 2444	. . . . 5 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( ( _I |` A ) ` x ) = ( ( _I |` A ) ` y ) )
16		fvresi 5883	. . . . . 6 |- ( x e. A -> ( ( _I |` A ) ` x ) = x )
17	5, 16	syl 16	. . . . 5 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( ( _I |` A ) ` x ) = x )
18		fvresi 5883	. . . . . 6 |- ( y e. A -> ( ( _I |` A ) ` y ) = y )
19	8, 18	syl 16	. . . . 5 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> ( ( _I |` A ) ` y ) = y )
20	15, 17, 19	3eqtr3d 2444	. . . 4 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> x = y )
21	20	expr 599	. . 3 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( x e. A /\ y e. A ) ) -> ( ( F ` x ) = ( F ` y ) -> x = y ) )
22	21	ralrimivva 2758	. 2 |- ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) -> A. x e. A A. y e. A ( ( F ` x ) = ( F ` y ) -> x = y ) )
23		dff13 5963	. 2 |- ( F : A -1-1-> B <-> ( F : A --> B /\ A. x e. A A. y e. A ( ( F ` x ) = ( F ` y ) -> x = y ) ) )
24	1, 22, 23	sylanbrc 646	1 |- ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) -> F : A -1-1-> B )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 359   = wceq 1649   e. wcel 1721   A.wral 2666   _I cid 4453   |` cres 4839   o. ccom 4841   -->wf 5409   -1-1->wf1 5410   ` cfv 5413

This theorem is referenced by:  fcof1o  5985

This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363

This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-ral 2671  df-rex 2672  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-nul 3589  df-if 3700  df-sn 3780  df-pr 3781  df-op 3783  df-uni 3976  df-br 4173  df-opab 4227  df-id 4458  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fv 5421