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Theorem enmkvlem 7403
Description: Lemma for enmkv 7404. 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 6960 . . . . . . 7 (𝐴𝐵 ↔ ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
21biimpi 120 . . . . . 6 (𝐴𝐵 → ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
32ad2antrr 488 . . . . 5 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
4 f1ofn 5593 . . . . . . . . . . . 12 (:𝐴1-1-onto𝐵 Fn 𝐴)
54ad3antlr 493 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → Fn 𝐴)
6 f1ocnv 5605 . . . . . . . . . . . . . 14 (:𝐴1-1-onto𝐵:𝐵1-1-onto𝐴)
76ad3antlr 493 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐵1-1-onto𝐴)
8 f1of 5592 . . . . . . . . . . . . 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 5791 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑦) ∈ 𝐴)
12 fvco2 5724 . . . . . . . . . . 11 (( Fn 𝐴 ∧ (𝑦) ∈ 𝐴) → ((𝑔)‘(𝑦)) = (𝑔‘(‘(𝑦))))
135, 11, 12syl2anc 411 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ((𝑔)‘(𝑦)) = (𝑔‘(‘(𝑦))))
14 fveqeq2 5657 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑦) → (((𝑔)‘𝑥) = 1o ↔ ((𝑔)‘(𝑦)) = 1o))
15 simplr 529 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o)
1614, 15, 11rspcdva 2916 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ((𝑔)‘(𝑦)) = 1o)
17 simpllr 536 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐴1-1-onto𝐵)
18 f1ocnvfv2 5929 . . . . . . . . . . . 12 ((:𝐴1-1-onto𝐵𝑦𝐵) → (‘(𝑦)) = 𝑦)
1917, 18sylancom 420 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (‘(𝑦)) = 𝑦)
2019fveq2d 5652 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑔‘(‘(𝑦))) = (𝑔𝑦))
2113, 16, 203eqtr3rd 2273 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑔𝑦) = 1o)
2221ralrimiva 2606 . . . . . . . 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 636 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
25 fveq1 5647 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑔) → (𝑓𝑥) = ((𝑔)‘𝑥))
2625eqeq1d 2240 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑔) → ((𝑓𝑥) = 1o ↔ ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2726ralbidv 2533 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑔) → (∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o ↔ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2827notbid 673 . . . . . . . 8 (𝑓 = (𝑔) → (¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o ↔ ¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2925eqeq1d 2240 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑔) → ((𝑓𝑥) = ∅ ↔ ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
3029rexbidv 2534 . . . . . . . 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 7396 . . . . . . . . 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 493 . . . . . . 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 6732 . . . . . . . . . . . . 13 2o ∈ ω
37 relen 6956 . . . . . . . . . . . . . 14 Rel ≈
3837brrelex2i 4776 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝐵𝐵 ∈ V)
39 elmapg 6873 . . . . . . . . . . . . 13 ((2o ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ V) → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4036, 38, 39sylancr 414 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝐵 → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4140ad2antrr 488 . . . . . . . . . . 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 5592 . . . . . . . . . 10 (:𝐴1-1-onto𝐵:𝐴𝐵)
4544adantl 277 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → :𝐴𝐵)
46 fco 5507 . . . . . . . . 9 ((𝑔:𝐵⟶2o:𝐴𝐵) → (𝑔):𝐴⟶2o)
4743, 45, 46syl2anc 411 . . . . . . . 8 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (𝑔):𝐴⟶2o)
48 simpllr 536 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → 𝐴 ∈ Markov)
49 elmapg 6873 . . . . . . . . 9 ((2o ∈ ω ∧ 𝐴 ∈ Markov) → ((𝑔) ∈ (2o𝑚 𝐴) ↔ (𝑔):𝐴⟶2o))
5036, 48, 49sylancr 414 . . . . . . . 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 2916 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
534ad2antlr 489 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → Fn 𝐴)
54 fvco2 5724 . . . . . . . . . 10 (( Fn 𝐴𝑥𝐴) → ((𝑔)‘𝑥) = (𝑔‘(𝑥)))
5553, 54sylancom 420 . . . . . . . . 9 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑔)‘𝑥) = (𝑔‘(𝑥)))
5655eqeq1d 2240 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → (((𝑔)‘𝑥) = ∅ ↔ (𝑔‘(𝑥)) = ∅))
5745ffvelcdmda 5790 . . . . . . . . 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 5656 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ∧ 𝑦 = (𝑥)) → ((𝑔𝑦) = ∅ ↔ (𝑔‘(𝑥)) = ∅))
6057, 59rspcedv 2915 . . . . . . . 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 2651 . . . . . 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 1947 . . . 4 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6564ralrimiva 2606 . . 3 ((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) → ∀𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)(¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
66 ismkvmap 7396 . . . . 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
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wa 104  wb 105   = wceq 1398  wex 1541  wcel 2202  wral 2511  wrex 2512  Vcvv 2803  c0 3496   class class class wbr 4093  ωcom 4694  ccnv 4730  ccom 4735   Fn wfn 5328  wf 5329  1-1-ontowf1o 5332  cfv 5333  (class class class)co 6028  1oc1o 6618  2oc2o 6619  𝑚 cmap 6860  cen 6950  Markovcmarkov 7393
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-sep 4212  ax-nul 4220  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-ral 2516  df-rex 2517  df-v 2805  df-sbc 3033  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-nul 3497  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-br 4094  df-opab 4156  df-id 4396  df-suc 4474  df-iom 4695  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1o 6625  df-2o 6626  df-map 6862  df-en 6953  df-markov 7394
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