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Theorem supisolem 6861
Description: Lemma for supisoti 6863. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
supiso.1  |-  ( ph  ->  F  Isom  R ,  S  ( A ,  B ) )
supiso.2  |-  ( ph  ->  C  C_  A )
Assertion
Ref Expression
supisolem  |-  ( (
ph  /\  D  e.  A )  ->  (
( A. y  e.  C  -.  D R y  /\  A. y  e.  A  ( y R D  ->  E. z  e.  C  y R
z ) )  <->  ( A. w  e.  ( F " C )  -.  ( F `  D ) S w  /\  A. w  e.  B  ( w S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C
) w S v ) ) ) )
Distinct variable groups:    w, v, y, z, A    v, C, w, y, z    w, D, y, z    ph, w    v, F, w, y, z   
w, R, y, z   
v, S, w, y, z    v, B, w, y, z
Allowed substitution hints:    ph( y, z, v)    D( v)    R( v)

Proof of Theorem supisolem
StepHypRef Expression
1 supiso.1 . . 3  |-  ( ph  ->  F  Isom  R ,  S  ( A ,  B ) )
2 supiso.2 . . 3  |-  ( ph  ->  C  C_  A )
31, 2jca 302 . 2  |-  ( ph  ->  ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A ) )
4 simpll 501 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  F  Isom  R ,  S  ( A ,  B ) )
54adantr 272 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  C
)  ->  F  Isom  R ,  S  ( A ,  B ) )
6 simplr 502 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  C
)  ->  D  e.  A )
7 simplr 502 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  C  C_  A )
87sselda 3065 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  C
)  ->  y  e.  A )
9 isorel 5675 . . . . . . 7  |-  ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  ( D  e.  A  /\  y  e.  A )
)  ->  ( D R y  <->  ( F `  D ) S ( F `  y ) ) )
105, 6, 8, 9syl12anc 1197 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  C
)  ->  ( D R y  <->  ( F `  D ) S ( F `  y ) ) )
1110notbid 639 . . . . 5  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  C
)  ->  ( -.  D R y  <->  -.  ( F `  D ) S ( F `  y ) ) )
1211ralbidva 2408 . . . 4  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  ( A. y  e.  C  -.  D R y  <->  A. y  e.  C  -.  ( F `  D ) S ( F `  y ) ) )
13 isof1o 5674 . . . . . . 7  |-  ( F 
Isom  R ,  S  ( A ,  B )  ->  F : A -1-1-onto-> B
)
144, 13syl 14 . . . . . 6  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  F : A -1-1-onto-> B )
15 f1ofn 5334 . . . . . 6  |-  ( F : A -1-1-onto-> B  ->  F  Fn  A )
1614, 15syl 14 . . . . 5  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  F  Fn  A )
17 breq2 3901 . . . . . . 7  |-  ( w  =  ( F `  y )  ->  (
( F `  D
) S w  <->  ( F `  D ) S ( F `  y ) ) )
1817notbid 639 . . . . . 6  |-  ( w  =  ( F `  y )  ->  ( -.  ( F `  D
) S w  <->  -.  ( F `  D ) S ( F `  y ) ) )
1918ralima 5623 . . . . 5  |-  ( ( F  Fn  A  /\  C  C_  A )  -> 
( A. w  e.  ( F " C
)  -.  ( F `
 D ) S w  <->  A. y  e.  C  -.  ( F `  D
) S ( F `
 y ) ) )
2016, 7, 19syl2anc 406 . . . 4  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  ( A. w  e.  ( F " C )  -.  ( F `  D
) S w  <->  A. y  e.  C  -.  ( F `  D ) S ( F `  y ) ) )
2112, 20bitr4d 190 . . 3  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  ( A. y  e.  C  -.  D R y  <->  A. w  e.  ( F " C
)  -.  ( F `
 D ) S w ) )
224adantr 272 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  F  Isom  R ,  S  ( A ,  B ) )
23 simpr 109 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  y  e.  A )
24 simplr 502 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  D  e.  A )
25 isorel 5675 . . . . . . 7  |-  ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  (
y  e.  A  /\  D  e.  A )
)  ->  ( y R D  <->  ( F `  y ) S ( F `  D ) ) )
2622, 23, 24, 25syl12anc 1197 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  ( y R D  <->  ( F `  y ) S ( F `  D ) ) )
2722adantr 272 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( F 
Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A
)  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A )  /\  z  e.  C )  ->  F  Isom  R ,  S  ( A ,  B ) )
28 simplr 502 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( F 
Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A
)  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A )  /\  z  e.  C )  ->  y  e.  A )
297adantr 272 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  C  C_  A
)
3029sselda 3065 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( ( F 
Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A
)  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A )  /\  z  e.  C )  ->  z  e.  A )
31 isorel 5675 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  (
y  e.  A  /\  z  e.  A )
)  ->  ( y R z  <->  ( F `  y ) S ( F `  z ) ) )
3227, 28, 30, 31syl12anc 1197 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( ( F 
Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A
)  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A )  /\  z  e.  C )  ->  (
y R z  <->  ( F `  y ) S ( F `  z ) ) )
3332rexbidva 2409 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  ( E. z  e.  C  y R z  <->  E. z  e.  C  ( F `  y ) S ( F `  z ) ) )
3416adantr 272 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  F  Fn  A )
35 breq2 3901 . . . . . . . . 9  |-  ( v  =  ( F `  z )  ->  (
( F `  y
) S v  <->  ( F `  y ) S ( F `  z ) ) )
3635rexima 5622 . . . . . . . 8  |-  ( ( F  Fn  A  /\  C  C_  A )  -> 
( E. v  e.  ( F " C
) ( F `  y ) S v  <->  E. z  e.  C  ( F `  y ) S ( F `  z ) ) )
3734, 29, 36syl2anc 406 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  ( E. v  e.  ( F " C ) ( F `
 y ) S v  <->  E. z  e.  C  ( F `  y ) S ( F `  z ) ) )
3833, 37bitr4d 190 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  ( E. z  e.  C  y R z  <->  E. v  e.  ( F " C
) ( F `  y ) S v ) )
3926, 38imbi12d 233 . . . . 5  |-  ( ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  /\  y  e.  A
)  ->  ( (
y R D  ->  E. z  e.  C  y R z )  <->  ( ( F `  y ) S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C
) ( F `  y ) S v ) ) )
4039ralbidva 2408 . . . 4  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  ( A. y  e.  A  ( y R D  ->  E. z  e.  C  y R z )  <->  A. y  e.  A  ( ( F `  y ) S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C
) ( F `  y ) S v ) ) )
41 f1ofo 5340 . . . . 5  |-  ( F : A -1-1-onto-> B  ->  F : A -onto-> B )
42 breq1 3900 . . . . . . 7  |-  ( ( F `  y )  =  w  ->  (
( F `  y
) S ( F `
 D )  <->  w S
( F `  D
) ) )
43 breq1 3900 . . . . . . . 8  |-  ( ( F `  y )  =  w  ->  (
( F `  y
) S v  <->  w S
v ) )
4443rexbidv 2413 . . . . . . 7  |-  ( ( F `  y )  =  w  ->  ( E. v  e.  ( F " C ) ( F `  y ) S v  <->  E. v  e.  ( F " C
) w S v ) )
4542, 44imbi12d 233 . . . . . 6  |-  ( ( F `  y )  =  w  ->  (
( ( F `  y ) S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C ) ( F `  y
) S v )  <-> 
( w S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C ) w S v ) ) )
4645cbvfo 5652 . . . . 5  |-  ( F : A -onto-> B  -> 
( A. y  e.  A  ( ( F `
 y ) S ( F `  D
)  ->  E. v  e.  ( F " C
) ( F `  y ) S v )  <->  A. w  e.  B  ( w S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C ) w S v ) ) )
4714, 41, 463syl 17 . . . 4  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  ( A. y  e.  A  ( ( F `  y ) S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C ) ( F `  y
) S v )  <->  A. w  e.  B  ( w S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C ) w S v ) ) )
4840, 47bitrd 187 . . 3  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  ( A. y  e.  A  ( y R D  ->  E. z  e.  C  y R z )  <->  A. w  e.  B  ( w S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C
) w S v ) ) )
4921, 48anbi12d 462 . 2  |-  ( ( ( F  Isom  R ,  S  ( A ,  B )  /\  C  C_  A )  /\  D  e.  A )  ->  (
( A. y  e.  C  -.  D R y  /\  A. y  e.  A  ( y R D  ->  E. z  e.  C  y R
z ) )  <->  ( A. w  e.  ( F " C )  -.  ( F `  D ) S w  /\  A. w  e.  B  ( w S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C
) w S v ) ) ) )
503, 49sylan 279 1  |-  ( (
ph  /\  D  e.  A )  ->  (
( A. y  e.  C  -.  D R y  /\  A. y  e.  A  ( y R D  ->  E. z  e.  C  y R
z ) )  <->  ( A. w  e.  ( F " C )  -.  ( F `  D ) S w  /\  A. w  e.  B  ( w S ( F `  D )  ->  E. v  e.  ( F " C
) w S v ) ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    /\ wa 103    <-> wb 104    = wceq 1314    e. wcel 1463   A.wral 2391   E.wrex 2392    C_ wss 3039   class class class wbr 3897   "cima 4510    Fn wfn 5086   -onto->wfo 5089   -1-1-onto->wf1o 5090   ` cfv 5091    Isom wiso 5092
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 105  ax-ia2 106  ax-ia3 107  ax-in1 586  ax-in2 587  ax-io 681  ax-5 1406  ax-7 1407  ax-gen 1408  ax-ie1 1452  ax-ie2 1453  ax-8 1465  ax-10 1466  ax-11 1467  ax-i12 1468  ax-bndl 1469  ax-4 1470  ax-14 1475  ax-17 1489  ax-i9 1493  ax-ial 1497  ax-i5r 1498  ax-ext 2097  ax-sep 4014  ax-pow 4066  ax-pr 4099
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 947  df-tru 1317  df-nf 1420  df-sb 1719  df-eu 1978  df-mo 1979  df-clab 2102  df-cleq 2108  df-clel 2111  df-nfc 2245  df-ral 2396  df-rex 2397  df-v 2660  df-sbc 2881  df-un 3043  df-in 3045  df-ss 3052  df-pw 3480  df-sn 3501  df-pr 3502  df-op 3504  df-uni 3705  df-br 3898  df-opab 3958  df-mpt 3959  df-id 4183  df-xp 4513  df-rel 4514  df-cnv 4515  df-co 4516  df-dm 4517  df-rn 4518  df-res 4519  df-ima 4520  df-iota 5056  df-fun 5093  df-fn 5094  df-f 5095  df-f1 5096  df-fo 5097  df-f1o 5098  df-fv 5099  df-isom 5100
This theorem is referenced by:  supisoex  6862  supisoti  6863
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