Theorem fcof1 5980

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 454	. 2 |- ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) -> F : A --> B )
2		simprr 751	. . . . . . . 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 5685	. . . . . . 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 748	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> F : A --> B )
5		simprll 756	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> x e. A )
6		fvco3 5758	. . . . . . . 8 |- ( ( F : A --> B /\ x e. A ) -> ( ( R o. F ) ` x ) = ( R ` ( F ` x ) ) )
7	4, 5, 6	syl2anc 656	. . . . . . 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 757	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> y e. A )
9		fvco3 5758	. . . . . . . 8 |- ( ( F : A --> B /\ y e. A ) -> ( ( R o. F ) ` y ) = ( R ` ( F ` y ) ) )
10	4, 8, 9	syl2anc 656	. . . . . . 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 2477	. . . . . 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 749	. . . . . . 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 5683	. . . . . 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 5683	. . . . . 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 2475	. . . . 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 5893	. . . . . 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 5893	. . . . . 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 2475	. . . 4 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( ( x e. A /\ y e. A ) /\ ( F ` x ) = ( F ` y ) ) ) -> x = y )
21	20	expr 612	. . 3 |- ( ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) /\ ( x e. A /\ y e. A ) ) -> ( ( F ` x ) = ( F ` y ) -> x = y ) )
22	21	ralrimivva 2800	. 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 5960	. 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 659	1 |- ( ( F : A --> B /\ ( R o. F ) = ( _I |` A ) ) -> F : A -1-1-> B )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 369   = wceq 1364   e. wcel 1757   A.wral 2707   _I cid 4620   |` cres 4831   o. ccom 4833   -->wf 5404   -1-1->wf1 5405   ` cfv 5408

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1596  ax-4 1607  ax-5 1671  ax-6 1709  ax-7 1729  ax-8 1759  ax-9 1761  ax-10 1776  ax-11 1781  ax-12 1793  ax-13 1944  ax-ext 2416  ax-sep 4403  ax-nul 4411  ax-pow 4460  ax-pr 4521

This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 962  df-tru 1367  df-ex 1592  df-nf 1595  df-sb 1702  df-eu 2260  df-mo 2261  df-clab 2422  df-cleq 2428  df-clel 2431  df-nfc 2560  df-ne 2600  df-ral 2712  df-rex 2713  df-rab 2716  df-v 2966  df-sbc 3178  df-dif 3321  df-un 3323  df-in 3325  df-ss 3332  df-nul 3628  df-if 3782  df-sn 3868  df-pr 3870  df-op 3874  df-uni 4082  df-br 4283  df-opab 4341  df-id 4625  df-xp 4835  df-rel 4836  df-cnv 4837  df-co 4838  df-dm 4839  df-rn 4840  df-res 4841  df-ima 4842  df-iota 5371  df-fun 5410  df-fn 5411  df-f 5412  df-f1 5413  df-fv 5416

This theorem is referenced by:  fcof1o  5986