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Theorem enmkvlem 7125
Description: Lemma for enmkv 7126. 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 6713 . . . . . . 7 (𝐴𝐵 ↔ ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
21biimpi 119 . . . . . 6 (𝐴𝐵 → ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
32ad2antrr 480 . . . . 5 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
4 f1ofn 5433 . . . . . . . . . . . 12 (:𝐴1-1-onto𝐵 Fn 𝐴)
54ad3antlr 485 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → Fn 𝐴)
6 f1ocnv 5445 . . . . . . . . . . . . . 14 (:𝐴1-1-onto𝐵:𝐵1-1-onto𝐴)
76ad3antlr 485 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐵1-1-onto𝐴)
8 f1of 5432 . . . . . . . . . . . . 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 109 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑦𝐵)
119, 10ffvelrnd 5621 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑦) ∈ 𝐴)
12 fvco2 5555 . . . . . . . . . . 11 (( Fn 𝐴 ∧ (𝑦) ∈ 𝐴) → ((𝑔)‘(𝑦)) = (𝑔‘(‘(𝑦))))
135, 11, 12syl2anc 409 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ((𝑔)‘(𝑦)) = (𝑔‘(‘(𝑦))))
14 fveqeq2 5495 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑦) → (((𝑔)‘𝑥) = 1o ↔ ((𝑔)‘(𝑦)) = 1o))
15 simplr 520 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o)
1614, 15, 11rspcdva 2835 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ((𝑔)‘(𝑦)) = 1o)
17 simpllr 524 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐴1-1-onto𝐵)
18 f1ocnvfv2 5746 . . . . . . . . . . . 12 ((:𝐴1-1-onto𝐵𝑦𝐵) → (‘(𝑦)) = 𝑦)
1917, 18sylancom 417 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (‘(𝑦)) = 𝑦)
2019fveq2d 5490 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑔‘(‘(𝑦))) = (𝑔𝑦))
2113, 16, 203eqtr3rd 2207 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑔𝑦) = 1o)
2221ralrimiva 2539 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) → ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o)
2322ex 114 . . . . . . 7 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o → ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o))
2423con3d 621 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
25 fveq1 5485 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑔) → (𝑓𝑥) = ((𝑔)‘𝑥))
2625eqeq1d 2174 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑔) → ((𝑓𝑥) = 1o ↔ ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2726ralbidv 2466 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑔) → (∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o ↔ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2827notbid 657 . . . . . . . 8 (𝑓 = (𝑔) → (¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o ↔ ¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2925eqeq1d 2174 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑔) → ((𝑓𝑥) = ∅ ↔ ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
3029rexbidv 2467 . . . . . . . 8 (𝑓 = (𝑔) → (∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅ ↔ ∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
3128, 30imbi12d 233 . . . . . . 7 (𝑓 = (𝑔) → ((¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅) ↔ (¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅)))
32 ismkvmap 7118 . . . . . . . . 9 (𝐴 ∈ Markov → (𝐴 ∈ Markov ↔ ∀𝑓 ∈ (2o𝑚 𝐴)(¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅)))
3332ibi 175 . . . . . . . 8 (𝐴 ∈ Markov → ∀𝑓 ∈ (2o𝑚 𝐴)(¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅))
3433ad3antlr 485 . . . . . . 7 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → ∀𝑓 ∈ (2o𝑚 𝐴)(¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = ∅))
35 simpr 109 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵))
36 2onn 6489 . . . . . . . . . . . . 13 2o ∈ ω
37 relen 6710 . . . . . . . . . . . . . 14 Rel ≈
3837brrelex2i 4648 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝐵𝐵 ∈ V)
39 elmapg 6627 . . . . . . . . . . . . 13 ((2o ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ V) → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4036, 38, 39sylancr 411 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝐵 → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4140ad2antrr 480 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4235, 41mpbid 146 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → 𝑔:𝐵⟶2o)
4342adantr 274 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → 𝑔:𝐵⟶2o)
44 f1of 5432 . . . . . . . . . 10 (:𝐴1-1-onto𝐵:𝐴𝐵)
4544adantl 275 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → :𝐴𝐵)
46 fco 5353 . . . . . . . . 9 ((𝑔:𝐵⟶2o:𝐴𝐵) → (𝑔):𝐴⟶2o)
4743, 45, 46syl2anc 409 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (𝑔):𝐴⟶2o)
48 simpllr 524 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → 𝐴 ∈ Markov)
49 elmapg 6627 . . . . . . . . 9 ((2o ∈ ω ∧ 𝐴 ∈ Markov) → ((𝑔) ∈ (2o𝑚 𝐴) ↔ (𝑔):𝐴⟶2o))
5036, 48, 49sylancr 411 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → ((𝑔) ∈ (2o𝑚 𝐴) ↔ (𝑔):𝐴⟶2o))
5147, 50mpbird 166 . . . . . . 7 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (𝑔) ∈ (2o𝑚 𝐴))
5231, 34, 51rspcdva 2835 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
534ad2antlr 481 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → Fn 𝐴)
54 fvco2 5555 . . . . . . . . . 10 (( Fn 𝐴𝑥𝐴) → ((𝑔)‘𝑥) = (𝑔‘(𝑥)))
5553, 54sylancom 417 . . . . . . . . 9 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑔)‘𝑥) = (𝑔‘(𝑥)))
5655eqeq1d 2174 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → (((𝑔)‘𝑥) = ∅ ↔ (𝑔‘(𝑥)) = ∅))
5745ffvelrnda 5620 . . . . . . . . 9 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → (𝑥) ∈ 𝐵)
58 simpr 109 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ∧ 𝑦 = (𝑥)) → 𝑦 = (𝑥))
5958fveqeq2d 5494 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ∧ 𝑦 = (𝑥)) → ((𝑔𝑦) = ∅ ↔ (𝑔‘(𝑥)) = ∅))
6057, 59rspcedv 2834 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑔‘(𝑥)) = ∅ → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6156, 60sylbid 149 . . . . . . 7 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → (((𝑔)‘𝑥) = ∅ → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6261rexlimdva 2583 . . . . . 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 1886 . . . 4 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6564ralrimiva 2539 . . 3 ((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) → ∀𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)(¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
66 ismkvmap 7118 . . . . 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 274 . . 3 ((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) → (𝐵 ∈ Markov ↔ ∀𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)(¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅)))
6965, 68mpbird 166 . 2 ((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) → 𝐵 ∈ Markov)
7069ex 114 1 (𝐴𝐵 → (𝐴 ∈ Markov → 𝐵 ∈ Markov))
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 103  wb 104   = wceq 1343  wex 1480  wcel 2136  wral 2444  wrex 2445  Vcvv 2726  c0 3409   class class class wbr 3982  ωcom 4567  ccnv 4603  ccom 4608   Fn wfn 5183  wf 5184  1-1-ontowf1o 5187  cfv 5188  (class class class)co 5842  1oc1o 6377  2oc2o 6378  𝑚 cmap 6614  cen 6704  Markovcmarkov 7115
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 604  ax-in2 605  ax-io 699  ax-5 1435  ax-7 1436  ax-gen 1437  ax-ie1 1481  ax-ie2 1482  ax-8 1492  ax-10 1493  ax-11 1494  ax-i12 1495  ax-bndl 1497  ax-4 1498  ax-17 1514  ax-i9 1518  ax-ial 1522  ax-i5r 1523  ax-13 2138  ax-14 2139  ax-ext 2147  ax-sep 4100  ax-nul 4108  ax-pow 4153  ax-pr 4187  ax-un 4411  ax-setind 4514
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 970  df-tru 1346  df-fal 1349  df-nf 1449  df-sb 1751  df-eu 2017  df-mo 2018  df-clab 2152  df-cleq 2158  df-clel 2161  df-nfc 2297  df-ne 2337  df-ral 2449  df-rex 2450  df-v 2728  df-sbc 2952  df-dif 3118  df-un 3120  df-in 3122  df-ss 3129  df-nul 3410  df-pw 3561  df-sn 3582  df-pr 3583  df-op 3585  df-uni 3790  df-int 3825  df-br 3983  df-opab 4044  df-id 4271  df-suc 4349  df-iom 4568  df-xp 4610  df-rel 4611  df-cnv 4612  df-co 4613  df-dm 4614  df-rn 4615  df-res 4616  df-ima 4617  df-iota 5153  df-fun 5190  df-fn 5191  df-f 5192  df-f1 5193  df-fo 5194  df-f1o 5195  df-fv 5196  df-ov 5845  df-oprab 5846  df-mpo 5847  df-1o 6384  df-2o 6385  df-map 6616  df-en 6707  df-markov 7116
This theorem is referenced by:  enmkv  7126
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