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Theorem enmkvlem 7501
Description: Lemma for enmkv 7502. One direction of the biconditional. (Contributed by Jim Kingdon, 25-Jun-2024.)
Assertion
Ref Expression
enmkvlem (𝐴𝐵 → (𝐴 ∈ Markov → 𝐵 ∈ Markov))

Proof of Theorem enmkvlem
Dummy variables 𝑓 𝑔 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 bren 7030 . . . . . . 7 (𝐴𝐵 ↔ ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
21biimpi 120 . . . . . 6 (𝐴𝐵 → ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
32ad2antrr 492 . . . . 5 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
4 f1ofn 5640 . . . . . . . . . . . 12 (:𝐴1-1-onto𝐵 Fn 𝐴)
54ad3antlr 497 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → Fn 𝐴)
6 f1ocnv 5652 . . . . . . . . . . . . . 14 (:𝐴1-1-onto𝐵:𝐵1-1-onto𝐴)
76ad3antlr 497 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐵1-1-onto𝐴)
8 f1of 5639 . . . . . . . . . . . . 13 (:𝐵1-1-onto𝐴:𝐵𝐴)
97, 8syl 14 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐵𝐴)
10 simpr 110 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑦𝐵)
119, 10ffvelcdmd 5844 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑦) ∈ 𝐴)
12 fvco2 5774 . . . . . . . . . . 11 (( Fn 𝐴 ∧ (𝑦) ∈ 𝐴) → ((𝑔)‘(𝑦)) = (𝑔‘(‘(𝑦))))
135, 11, 12syl2anc 415 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ((𝑔)‘(𝑦)) = (𝑔‘(‘(𝑦))))
14 fveqeq2 5704 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑦) → (((𝑔)‘𝑥) = 1o ↔ ((𝑔)‘(𝑦)) = 1o))
15 simplr 533 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o)
1614, 15, 11rspcdva 2934 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ((𝑔)‘(𝑦)) = 1o)
17 simpllr 540 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐴1-1-onto𝐵)
18 f1ocnvfv2 5984 . . . . . . . . . . . 12 ((:𝐴1-1-onto𝐵𝑦𝐵) → (‘(𝑦)) = 𝑦)
1917, 18sylancom 424 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (‘(𝑦)) = 𝑦)
2019fveq2d 5699 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑔‘(‘(𝑦))) = (𝑔𝑦))
2113, 16, 203eqtr3rd 2280 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑔𝑦) = 1o)
2221ralrimiva 2623 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) → ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o)
2322ex 115 . . . . . . 7 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o → ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o))
2423con3d 640 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
25 fveq1 5694 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑔) → (𝑓𝑥) = ((𝑔)‘𝑥))
2625eqeq1d 2247 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑔) → ((𝑓𝑥) = 1o ↔ ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2726ralbidv 2550 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑔) → (∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o ↔ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2827notbid 677 . . . . . . . 8 (𝑓 = (𝑔) → (¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o ↔ ¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2925eqeq1d 2247 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑔) → ((𝑓𝑥) = ∅ ↔ ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
3029rexbidv 2551 . . . . . . . 8 (𝑓 = (𝑔) → (∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅ ↔ ∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
3128, 30imbi12d 234 . . . . . . 7 (𝑓 = (𝑔) → ((¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅) ↔ (¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅)))
32 ismkvmap 7494 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ Markov → (𝐴 ∈ Markov ↔ ∀𝑓 ∈ (2o𝑚 𝐴)(¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅)))
3332ibi 176 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ Markov → ∀𝑓 ∈ (2o𝑚 𝐴)(¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅))
3433ad3antlr 497 . . . . . . 7 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → ∀𝑓 ∈ (2o𝑚 𝐴)(¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅))
35 simpr 110 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵))
36 2onn 6794 . . . . . . . . . . . . 13 2o ∈ ω
37 relen 7026 . . . . . . . . . . . . . 14 Rel ≈
3837brrelex2i 4819 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝐵𝐵 ∈ V)
39 elmapg 6935 . . . . . . . . . . . . 13 ((2o ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ V) → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4036, 38, 39sylancr 418 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝐵 → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4140ad2antrr 492 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4235, 41mpbid 147 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → 𝑔:𝐵⟶2o)
4342adantr 276 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → 𝑔:𝐵⟶2o)
44 f1of 5639 . . . . . . . . . 10 (:𝐴1-1-onto𝐵:𝐴𝐵)
4544adantl 277 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → :𝐴𝐵)
46 fco 5552 . . . . . . . . 9 ((𝑔:𝐵⟶2o:𝐴𝐵) → (𝑔):𝐴⟶2o)
4743, 45, 46syl2anc 415 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (𝑔):𝐴⟶2o)
48 simpllr 540 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → 𝐴 ∈ Markov)
49 elmapg 6935 . . . . . . . . 9 ((2o ∈ ω ∧ 𝐴 ∈ Markov) → ((𝑔) ∈ (2o𝑚 𝐴) ↔ (𝑔):𝐴⟶2o))
5036, 48, 49sylancr 418 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → ((𝑔) ∈ (2o𝑚 𝐴) ↔ (𝑔):𝐴⟶2o))
5147, 50mpbird 167 . . . . . . 7 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (𝑔) ∈ (2o𝑚 𝐴))
5231, 34, 51rspcdva 2934 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
534ad2antlr 493 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → Fn 𝐴)
54 fvco2 5774 . . . . . . . . . 10 (( Fn 𝐴𝑥𝐴) → ((𝑔)‘𝑥) = (𝑔‘(𝑥)))
5553, 54sylancom 424 . . . . . . . . 9 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑔)‘𝑥) = (𝑔‘(𝑥)))
5655eqeq1d 2247 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → (((𝑔)‘𝑥) = ∅ ↔ (𝑔‘(𝑥)) = ∅))
5745ffvelcdmda 5843 . . . . . . . . 9 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → (𝑥) ∈ 𝐵)
58 simpr 110 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ∧ 𝑦 = (𝑥)) → 𝑦 = (𝑥))
5958fveqeq2d 5703 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ∧ 𝑦 = (𝑥)) → ((𝑔𝑦) = ∅ ↔ (𝑔‘(𝑥)) = ∅))
6057, 59rspcedv 2933 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑔‘(𝑥)) = ∅ → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6156, 60sylbid 150 . . . . . . 7 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → (((𝑔)‘𝑥) = ∅ → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6261rexlimdva 2668 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅ → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6324, 52, 623syld 57 . . . . 5 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
643, 63exlimddv 1954 . . . 4 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6564ralrimiva 2623 . . 3 ((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) → ∀𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)(¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
66 ismkvmap 7494 . . . . 5 (𝐵 ∈ V → (𝐵 ∈ Markov ↔ ∀𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)(¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅)))
6738, 66syl 14 . . . 4 (𝐴𝐵 → (𝐵 ∈ Markov ↔ ∀𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)(¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅)))
6867adantr 276 . . 3 ((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) → (𝐵 ∈ Markov ↔ ∀𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)(¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅)))
6965, 68mpbird 167 . 2 ((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) → 𝐵 ∈ Markov)
7069ex 115 1 (𝐴𝐵 → (𝐴 ∈ Markov → 𝐵 ∈ Markov))
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1402  wex 1545  wcel 2209  wral 2528  wrex 2529  Vcvv 2821  c0 3520   class class class wbr 4130  ωcom 4737  ccnv 4773  ccom 4778   Fn wfn 5372  wf 5373  1-1-ontowf1o 5376  cfv 5377  (class class class)co 6085  1oc1o 6680  2oc2o 6681  𝑚 cmap 6922  cen 7020  Markovcmarkov 7491
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4249  ax-nul 4259  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-ral 2533  df-rex 2534  df-v 2823  df-sbc 3052  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-br 4131  df-opab 4193  df-id 4438  df-suc 4516  df-iom 4738  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-1o 6687  df-2o 6688  df-map 6924  df-en 7023  df-markov 7492
This theorem is used by:  enmkv  7502
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