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Theorem foeqcnvco 5804
Description: Condition for function equality in terms of vanishing of the composition with the converse. EDITORIAL: Is there a relation-algebraic proof of this? (Contributed by Stefan O'Rear, 12-Feb-2015.)
Assertion
Ref Expression
foeqcnvco  |-  ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B
)  ->  ( F  =  G  <->  ( F  o.  `' G )  =  (  _I  |`  B )
) )

Proof of Theorem foeqcnvco
Dummy variables  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fococnv2 5499 . . . 4  |-  ( F : A -onto-> B  -> 
( F  o.  `' F )  =  (  _I  |`  B )
)
2 cnveq 4855 . . . . . 6  |-  ( F  =  G  ->  `' F  =  `' G
)
32coeq2d 4846 . . . . 5  |-  ( F  =  G  ->  ( F  o.  `' F
)  =  ( F  o.  `' G ) )
43eqeq1d 2291 . . . 4  |-  ( F  =  G  ->  (
( F  o.  `' F )  =  (  _I  |`  B )  <->  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) ) )
51, 4syl5ibcom 211 . . 3  |-  ( F : A -onto-> B  -> 
( F  =  G  ->  ( F  o.  `' G )  =  (  _I  |`  B )
) )
65adantr 451 . 2  |-  ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B
)  ->  ( F  =  G  ->  ( F  o.  `' G )  =  (  _I  |`  B ) ) )
7 fofn 5453 . . . . 5  |-  ( F : A -onto-> B  ->  F  Fn  A )
87ad2antrr 706 . . . 4  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  ->  F  Fn  A )
9 fofn 5453 . . . . 5  |-  ( G : A -onto-> B  ->  G  Fn  A )
109ad2antlr 707 . . . 4  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  ->  G  Fn  A )
119adantl 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B
)  ->  G  Fn  A )
12 fnopfv 5660 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( G  Fn  A  /\  x  e.  A )  -> 
<. x ,  ( G `
 x ) >.  e.  G )
1311, 12sylan 457 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  <. x ,  ( G `  x ) >.  e.  G
)
14 fvex 5539 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( G `
 x )  e. 
_V
15 vex 2791 . . . . . . . . . . . . 13  |-  x  e. 
_V
1614, 15brcnv 4864 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( G `  x ) `' G x  <->  x G
( G `  x
) )
17 df-br 4024 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( x G ( G `  x )  <->  <. x ,  ( G `  x
) >.  e.  G )
1816, 17bitri 240 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( G `  x ) `' G x  <->  <. x ,  ( G `  x
) >.  e.  G )
1913, 18sylibr 203 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  ( G `  x ) `' G x )
207adantr 451 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B
)  ->  F  Fn  A )
21 fnopfv 5660 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( F  Fn  A  /\  x  e.  A )  -> 
<. x ,  ( F `
 x ) >.  e.  F )
2220, 21sylan 457 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  <. x ,  ( F `  x ) >.  e.  F
)
23 df-br 4024 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x F ( F `  x )  <->  <. x ,  ( F `  x
) >.  e.  F )
2422, 23sylibr 203 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  x F ( F `  x ) )
25 breq2 4027 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  x  ->  (
( G `  x
) `' G y  <-> 
( G `  x
) `' G x ) )
26 breq1 4026 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  x  ->  (
y F ( F `
 x )  <->  x F
( F `  x
) ) )
2725, 26anbi12d 691 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  x  ->  (
( ( G `  x ) `' G
y  /\  y F
( F `  x
) )  <->  ( ( G `  x ) `' G x  /\  x F ( F `  x ) ) ) )
2815, 27spcev 2875 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G `  x
) `' G x  /\  x F ( F `  x ) )  ->  E. y
( ( G `  x ) `' G
y  /\  y F
( F `  x
) ) )
2919, 24, 28syl2anc 642 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  E. y
( ( G `  x ) `' G
y  /\  y F
( F `  x
) ) )
30 fvex 5539 . . . . . . . . . 10  |-  ( F `
 x )  e. 
_V
3114, 30brco 4852 . . . . . . . . 9  |-  ( ( G `  x ) ( F  o.  `' G ) ( F `
 x )  <->  E. y
( ( G `  x ) `' G
y  /\  y F
( F `  x
) ) )
3229, 31sylibr 203 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  ( G `  x )
( F  o.  `' G ) ( F `
 x ) )
3332adantlr 695 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( G `  x
) ( F  o.  `' G ) ( F `
 x ) )
34 breq 4025 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B )  ->  (
( G `  x
) ( F  o.  `' G ) ( F `
 x )  <->  ( G `  x ) (  _I  |`  B ) ( F `
 x ) ) )
3534ad2antlr 707 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( ( G `  x ) ( F  o.  `' G ) ( F `  x
)  <->  ( G `  x ) (  _I  |`  B ) ( F `
 x ) ) )
3633, 35mpbid 201 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( G `  x
) (  _I  |`  B ) ( F `  x
) )
37 fof 5451 . . . . . . . . . 10  |-  ( G : A -onto-> B  ->  G : A --> B )
3837adantl 452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B
)  ->  G : A
--> B )
39 ffvelrn 5663 . . . . . . . . 9  |-  ( ( G : A --> B  /\  x  e.  A )  ->  ( G `  x
)  e.  B )
4038, 39sylan 457 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  ( G `  x )  e.  B )
41 fof 5451 . . . . . . . . . 10  |-  ( F : A -onto-> B  ->  F : A --> B )
4241adantr 451 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B
)  ->  F : A
--> B )
43 ffvelrn 5663 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F : A --> B  /\  x  e.  A )  ->  ( F `  x
)  e.  B )
4442, 43sylan 457 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  ( F `  x )  e.  B )
45 resieq 4965 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G `  x
)  e.  B  /\  ( F `  x )  e.  B )  -> 
( ( G `  x ) (  _I  |`  B ) ( F `
 x )  <->  ( G `  x )  =  ( F `  x ) ) )
4640, 44, 45syl2anc 642 . . . . . . 7  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  x  e.  A )  ->  (
( G `  x
) (  _I  |`  B ) ( F `  x
)  <->  ( G `  x )  =  ( F `  x ) ) )
4746adantlr 695 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( ( G `  x ) (  _I  |`  B ) ( F `
 x )  <->  ( G `  x )  =  ( F `  x ) ) )
4836, 47mpbid 201 . . . . 5  |-  ( ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( G `  x
)  =  ( F `
 x ) )
4948eqcomd 2288 . . . 4  |-  ( ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  /\  x  e.  A )  ->  ( F `  x
)  =  ( G `
 x ) )
508, 10, 49eqfnfvd 5625 . . 3  |-  ( ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B )  /\  ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B ) )  ->  F  =  G )
5150ex 423 . 2  |-  ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B
)  ->  ( ( F  o.  `' G
)  =  (  _I  |`  B )  ->  F  =  G ) )
526, 51impbid 183 1  |-  ( ( F : A -onto-> B  /\  G : A -onto-> B
)  ->  ( F  =  G  <->  ( F  o.  `' G )  =  (  _I  |`  B )
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 176    /\ wa 358   E.wex 1528    = wceq 1623    e. wcel 1684   <.cop 3643   class class class wbr 4023    _I cid 4304   `'ccnv 4688    |` cres 4691    o. ccom 4693    Fn wfn 5250   -->wf 5251   -onto->wfo 5253   ` cfv 5255
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-ral 2548  df-rex 2549  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-nul 3456  df-if 3566  df-sn 3646  df-pr 3647  df-op 3649  df-uni 3828  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-id 4309  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-fo 5261  df-fv 5263
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