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Theorem enmkvlem 7137
Description: Lemma for enmkv 7138. 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 6725 . . . . . . 7 (𝐴𝐵 ↔ ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
21biimpi 119 . . . . . 6 (𝐴𝐵 → ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
32ad2antrr 485 . . . . 5 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → ∃ :𝐴1-1-onto𝐵)
4 f1ofn 5443 . . . . . . . . . . . 12 (:𝐴1-1-onto𝐵 Fn 𝐴)
54ad3antlr 490 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → Fn 𝐴)
6 f1ocnv 5455 . . . . . . . . . . . . . 14 (:𝐴1-1-onto𝐵:𝐵1-1-onto𝐴)
76ad3antlr 490 . . . . . . . . . . . . 13 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐵1-1-onto𝐴)
8 f1of 5442 . . . . . . . . . . . . 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 5632 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑦) ∈ 𝐴)
12 fvco2 5565 . . . . . . . . . . 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 5505 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑦) → (((𝑔)‘𝑥) = 1o ↔ ((𝑔)‘(𝑦)) = 1o))
15 simplr 525 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o)
1614, 15, 11rspcdva 2839 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → ((𝑔)‘(𝑦)) = 1o)
17 simpllr 529 . . . . . . . . . . . 12 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → :𝐴1-1-onto𝐵)
18 f1ocnvfv2 5757 . . . . . . . . . . . 12 ((:𝐴1-1-onto𝐵𝑦𝐵) → (‘(𝑦)) = 𝑦)
1917, 18sylancom 418 . . . . . . . . . . 11 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (‘(𝑦)) = 𝑦)
2019fveq2d 5500 . . . . . . . . . 10 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑔‘(‘(𝑦))) = (𝑔𝑦))
2113, 16, 203eqtr3rd 2212 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o) ∧ 𝑦𝐵) → (𝑔𝑦) = 1o)
2221ralrimiva 2543 . . . . . . . 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 626 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
25 fveq1 5495 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑔) → (𝑓𝑥) = ((𝑔)‘𝑥))
2625eqeq1d 2179 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑔) → ((𝑓𝑥) = 1o ↔ ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2726ralbidv 2470 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑔) → (∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o ↔ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2827notbid 662 . . . . . . . 8 (𝑓 = (𝑔) → (¬ ∀𝑥𝐴 (𝑓𝑥) = 1o ↔ ¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o))
2925eqeq1d 2179 . . . . . . . . 9 (𝑓 = (𝑔) → ((𝑓𝑥) = ∅ ↔ ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
3029rexbidv 2471 . . . . . . . 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 7130 . . . . . . . . 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 490 . . . . . . 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 6500 . . . . . . . . . . . . 13 2o ∈ ω
37 relen 6722 . . . . . . . . . . . . . 14 Rel ≈
3837brrelex2i 4655 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐴𝐵𝐵 ∈ V)
39 elmapg 6639 . . . . . . . . . . . . 13 ((2o ∈ ω ∧ 𝐵 ∈ V) → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4036, 38, 39sylancr 412 . . . . . . . . . . . 12 (𝐴𝐵 → (𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵) ↔ 𝑔:𝐵⟶2o))
4140ad2antrr 485 . . . . . . . . . . 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 5442 . . . . . . . . . 10 (:𝐴1-1-onto𝐵:𝐴𝐵)
4544adantl 275 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → :𝐴𝐵)
46 fco 5363 . . . . . . . . 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 529 . . . . . . . . 9 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → 𝐴 ∈ Markov)
49 elmapg 6639 . . . . . . . . 9 ((2o ∈ ω ∧ 𝐴 ∈ Markov) → ((𝑔) ∈ (2o𝑚 𝐴) ↔ (𝑔):𝐴⟶2o))
5036, 48, 49sylancr 412 . . . . . . . 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 2839 . . . . . 6 ((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) → (¬ ∀𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = 1o → ∃𝑥𝐴 ((𝑔)‘𝑥) = ∅))
534ad2antlr 486 . . . . . . . . . 10 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → Fn 𝐴)
54 fvco2 5565 . . . . . . . . . 10 (( Fn 𝐴𝑥𝐴) → ((𝑔)‘𝑥) = (𝑔‘(𝑥)))
5553, 54sylancom 418 . . . . . . . . 9 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → ((𝑔)‘𝑥) = (𝑔‘(𝑥)))
5655eqeq1d 2179 . . . . . . . 8 (((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) → (((𝑔)‘𝑥) = ∅ ↔ (𝑔‘(𝑥)) = ∅))
5745ffvelrnda 5631 . . . . . . . . 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 5504 . . . . . . . . 9 ((((((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) ∧ :𝐴1-1-onto𝐵) ∧ 𝑥𝐴) ∧ 𝑦 = (𝑥)) → ((𝑔𝑦) = ∅ ↔ (𝑔‘(𝑥)) = ∅))
6057, 59rspcedv 2838 . . . . . . . 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 2587 . . . . . 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 1891 . . . 4 (((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) ∧ 𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)) → (¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
6564ralrimiva 2543 . . 3 ((𝐴𝐵𝐴 ∈ Markov) → ∀𝑔 ∈ (2o𝑚 𝐵)(¬ ∀𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = 1o → ∃𝑦𝐵 (𝑔𝑦) = ∅))
66 ismkvmap 7130 . . . . 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 1348  wex 1485  wcel 2141  wral 2448  wrex 2449  Vcvv 2730  c0 3414   class class class wbr 3989  ωcom 4574  ccnv 4610  ccom 4615   Fn wfn 5193  wf 5194  1-1-ontowf1o 5197  cfv 5198  (class class class)co 5853  1oc1o 6388  2oc2o 6389  𝑚 cmap 6626  cen 6716  Markovcmarkov 7127
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 609  ax-in2 610  ax-io 704  ax-5 1440  ax-7 1441  ax-gen 1442  ax-ie1 1486  ax-ie2 1487  ax-8 1497  ax-10 1498  ax-11 1499  ax-i12 1500  ax-bndl 1502  ax-4 1503  ax-17 1519  ax-i9 1523  ax-ial 1527  ax-i5r 1528  ax-13 2143  ax-14 2144  ax-ext 2152  ax-sep 4107  ax-nul 4115  ax-pow 4160  ax-pr 4194  ax-un 4418  ax-setind 4521
This theorem depends on definitions:  df-bi 116  df-3an 975  df-tru 1351  df-fal 1354  df-nf 1454  df-sb 1756  df-eu 2022  df-mo 2023  df-clab 2157  df-cleq 2163  df-clel 2166  df-nfc 2301  df-ne 2341  df-ral 2453  df-rex 2454  df-v 2732  df-sbc 2956  df-dif 3123  df-un 3125  df-in 3127  df-ss 3134  df-nul 3415  df-pw 3568  df-sn 3589  df-pr 3590  df-op 3592  df-uni 3797  df-int 3832  df-br 3990  df-opab 4051  df-id 4278  df-suc 4356  df-iom 4575  df-xp 4617  df-rel 4618  df-cnv 4619  df-co 4620  df-dm 4621  df-rn 4622  df-res 4623  df-ima 4624  df-iota 5160  df-fun 5200  df-fn 5201  df-f 5202  df-f1 5203  df-fo 5204  df-f1o 5205  df-fv 5206  df-ov 5856  df-oprab 5857  df-mpo 5858  df-1o 6395  df-2o 6396  df-map 6628  df-en 6719  df-markov 7128
This theorem is referenced by:  enmkv  7138
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