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

Theorem psrbagconf1o 19195
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 2610 . 2 (𝑥𝑆 ↦ (𝐹𝑓𝑥)) = (𝑥𝑆 ↦ (𝐹𝑓𝑥))
2 simpll 786 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐼𝑉)
3 simplr 788 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝐹𝐷)
4 simpr 476 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝑆)
5 breq1 4586 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦𝑟𝐹𝑥𝑟𝐹))
6 psrbagconf1o.1 . . . . . . . 8 𝑆 = {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹}
75, 6elrab2 3333 . . . . . . 7 (𝑥𝑆 ↔ (𝑥𝐷𝑥𝑟𝐹))
84, 7sylib 207 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → (𝑥𝐷𝑥𝑟𝐹))
98simpld 474 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝐷)
10 psrbag.d . . . . . 6 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
1110psrbagf 19186 . . . . 5 ((𝐼𝑉𝑥𝐷) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
122, 9, 11syl2anc 691 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
138simprd 478 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → 𝑥𝑟𝐹)
1410psrbagcon 19192 . . . 4 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹𝐷𝑥:𝐼⟶ℕ0𝑥𝑟𝐹)) → ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹𝑓𝑥) ∘𝑟𝐹))
152, 3, 12, 13, 14syl13anc 1320 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹𝑓𝑥) ∘𝑟𝐹))
16 breq1 4586 . . . 4 (𝑦 = (𝐹𝑓𝑥) → (𝑦𝑟𝐹 ↔ (𝐹𝑓𝑥) ∘𝑟𝐹))
1716, 6elrab2 3333 . . 3 ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆 ↔ ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝐹𝑓𝑥) ∘𝑟𝐹))
1815, 17sylibr 223 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑥𝑆) → (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆)
1918ralrimiva 2949 . . 3 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → ∀𝑥𝑆 (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆)
20 oveq2 6557 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧 → (𝐹𝑓𝑥) = (𝐹𝑓𝑧))
2120eleq1d 2672 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → ((𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝑆))
2221rspccva 3281 . . 3 ((∀𝑥𝑆 (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆𝑧𝑆) → (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝑆)
2319, 22sylan 487 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ 𝑧𝑆) → (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝑆)
2410psrbagf 19186 . . . . . . . . 9 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → 𝐹:𝐼⟶ℕ0)
2524adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐹:𝐼⟶ℕ0)
2625ffvelrnda 6267 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝐹𝑛) ∈ ℕ0)
27 simpll 786 . . . . . . . . 9 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐼𝑉)
28 ssrab2 3650 . . . . . . . . . . 11 {𝑦𝐷𝑦𝑟𝐹} ⊆ 𝐷
296, 28eqsstri 3598 . . . . . . . . . 10 𝑆𝐷
30 simprr 792 . . . . . . . . . 10 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝑆)
3129, 30sseldi 3566 . . . . . . . . 9 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧𝐷)
3210psrbagf 19186 . . . . . . . . 9 ((𝐼𝑉𝑧𝐷) → 𝑧:𝐼⟶ℕ0)
3327, 31, 32syl2anc 691 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧:𝐼⟶ℕ0)
3433ffvelrnda 6267 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑧𝑛) ∈ ℕ0)
3512adantrr 749 . . . . . . . 8 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
3635ffvelrnda 6267 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑥𝑛) ∈ ℕ0)
37 nn0cn 11179 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑛) ∈ ℕ0 → (𝐹𝑛) ∈ ℂ)
38 nn0cn 11179 . . . . . . . 8 ((𝑧𝑛) ∈ ℕ0 → (𝑧𝑛) ∈ ℂ)
39 nn0cn 11179 . . . . . . . 8 ((𝑥𝑛) ∈ ℕ0 → (𝑥𝑛) ∈ ℂ)
40 subsub23 10165 . . . . . . . 8 (((𝐹𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑧𝑛) ∈ ℂ ∧ (𝑥𝑛) ∈ ℂ) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
4137, 38, 39, 40syl3an 1360 . . . . . . 7 (((𝐹𝑛) ∈ ℕ0 ∧ (𝑧𝑛) ∈ ℕ0 ∧ (𝑥𝑛) ∈ ℕ0) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
4226, 34, 36, 41syl3anc 1318 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛)))
43 eqcom 2617 . . . . . 6 ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) = (𝑥𝑛))
44 eqcom 2617 . . . . . 6 ((𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) ↔ ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)) = (𝑧𝑛))
4542, 43, 443bitr4g 302 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛))))
46 ffn 5958 . . . . . . . 8 (𝐹:𝐼⟶ℕ0𝐹 Fn 𝐼)
4725, 46syl 17 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝐹 Fn 𝐼)
48 ffn 5958 . . . . . . . 8 (𝑧:𝐼⟶ℕ0𝑧 Fn 𝐼)
4933, 48syl 17 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑧 Fn 𝐼)
50 inidm 3784 . . . . . . 7 (𝐼𝐼) = 𝐼
51 eqidd 2611 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝐹𝑛) = (𝐹𝑛))
52 eqidd 2611 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑧𝑛) = (𝑧𝑛))
5347, 49, 27, 27, 50, 51, 52ofval 6804 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛)))
5453eqeq2d 2620 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛) ↔ (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑧𝑛))))
55 ffn 5958 . . . . . . . 8 (𝑥:𝐼⟶ℕ0𝑥 Fn 𝐼)
5635, 55syl 17 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → 𝑥 Fn 𝐼)
57 eqidd 2611 . . . . . . 7 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → (𝑥𝑛) = (𝑥𝑛))
5847, 56, 27, 27, 50, 51, 57ofval 6804 . . . . . 6 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛)))
5958eqeq2d 2620 . . . . 5 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑛) − (𝑥𝑛))))
6045, 54, 593bitr4d 299 . . . 4 ((((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) ∧ 𝑛𝐼) → ((𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛) ↔ (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛)))
6160ralbidva 2968 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛)))
6223adantrl 748 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝑆)
6329, 62sseldi 3566 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝐷)
6410psrbagf 19186 . . . . . 6 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹𝑓𝑧) ∈ 𝐷) → (𝐹𝑓𝑧):𝐼⟶ℕ0)
6527, 63, 64syl2anc 691 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑧):𝐼⟶ℕ0)
66 ffn 5958 . . . . 5 ((𝐹𝑓𝑧):𝐼⟶ℕ0 → (𝐹𝑓𝑧) Fn 𝐼)
6765, 66syl 17 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑧) Fn 𝐼)
68 eqfnfv 6219 . . . 4 ((𝑥 Fn 𝐼 ∧ (𝐹𝑓𝑧) Fn 𝐼) → (𝑥 = (𝐹𝑓𝑧) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛)))
6956, 67, 68syl2anc 691 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑥 = (𝐹𝑓𝑧) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑥𝑛) = ((𝐹𝑓𝑧)‘𝑛)))
7018adantrr 749 . . . . . . 7 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝑆)
7129, 70sseldi 3566 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷)
7210psrbagf 19186 . . . . . 6 ((𝐼𝑉 ∧ (𝐹𝑓𝑥) ∈ 𝐷) → (𝐹𝑓𝑥):𝐼⟶ℕ0)
7327, 71, 72syl2anc 691 . . . . 5 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑥):𝐼⟶ℕ0)
74 ffn 5958 . . . . 5 ((𝐹𝑓𝑥):𝐼⟶ℕ0 → (𝐹𝑓𝑥) Fn 𝐼)
7573, 74syl 17 . . . 4 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝐹𝑓𝑥) Fn 𝐼)
76 eqfnfv 6219 . . . 4 ((𝑧 Fn 𝐼 ∧ (𝐹𝑓𝑥) Fn 𝐼) → (𝑧 = (𝐹𝑓𝑥) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛)))
7749, 75, 76syl2anc 691 . . 3 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑧 = (𝐹𝑓𝑥) ↔ ∀𝑛𝐼 (𝑧𝑛) = ((𝐹𝑓𝑥)‘𝑛)))
7861, 69, 773bitr4d 299 . 2 (((𝐼𝑉𝐹𝐷) ∧ (𝑥𝑆𝑧𝑆)) → (𝑥 = (𝐹𝑓𝑧) ↔ 𝑧 = (𝐹𝑓𝑥)))
791, 18, 23, 78f1o2d 6785 1 ((𝐼𝑉𝐹𝐷) → (𝑥𝑆 ↦ (𝐹𝑓𝑥)):𝑆1-1-onto𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 195  wa 383   = wceq 1475  wcel 1977  wral 2896  {crab 2900   class class class wbr 4583  cmpt 4643  ccnv 5037  cima 5041   Fn wfn 5799  wf 5800  1-1-ontowf1o 5803  cfv 5804  (class class class)co 6549  𝑓 cof 6793  𝑟 cofr 6794  𝑚 cmap 7744  Fincfn 7841  cc 9813  cle 9954  cmin 10145  cn 10897  0cn0 11169
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892
This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-ofr 6796  df-om 6958  df-supp 7183  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-er 7629  df-map 7746  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-n0 11170
This theorem is referenced by:  psrass1lem  19198  psrcom  19230  psropprmul  19429
  Copyright terms: Public domain W3C validator