Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  dfmgc2lem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dfmgc2lem 31855
Description: Lemma for dfmgc2, backwards direction. (Contributed by Thierry Arnoux, 26-Apr-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
mgcoval.1 𝐴 = (Base‘𝑉)
mgcoval.2 𝐵 = (Base‘𝑊)
mgcoval.3 = (le‘𝑉)
mgcoval.4 = (le‘𝑊)
mgcval.1 𝐻 = (𝑉MGalConn𝑊)
mgcval.2 (𝜑𝑉 ∈ Proset )
mgcval.3 (𝜑𝑊 ∈ Proset )
dfmgc2lem.1 (𝜑𝐹:𝐴𝐵)
dfmgc2lem.2 (𝜑𝐺:𝐵𝐴)
dfmgc2lem.3 (𝜑 → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥 𝑦 → (𝐹𝑥) (𝐹𝑦)))
dfmgc2lem.4 (𝜑 → ∀𝑢𝐵𝑣𝐵 (𝑢 𝑣 → (𝐺𝑢) (𝐺𝑣)))
dfmgc2lem.5 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
dfmgc2lem.6 ((𝜑𝑢𝐵) → (𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢)
Assertion
Ref Expression
dfmgc2lem (𝜑𝐹𝐻𝐺)
Distinct variable groups:   𝑣,   𝑣,   𝑣,𝐴,𝑥,𝑦   𝑣,𝐵,𝑥,𝑦   𝑣,𝑉,𝑥,𝑦   𝑣,𝑊,𝑥,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝐺,𝑦   𝑢, ,𝑣   𝑥, ,𝑦   𝑢,   𝑥, ,𝑦   𝑢,𝐴   𝑢,𝐵   𝑢,𝐹,𝑣   𝑢,𝐺,𝑣   𝜑,𝑢   𝜑,𝑥
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦,𝑣)   𝐻(𝑥,𝑦,𝑣,𝑢)   𝑉(𝑢)   𝑊(𝑢)

Proof of Theorem dfmgc2lem
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dfmgc2lem.1 . . 3 (𝜑𝐹:𝐴𝐵)
2 dfmgc2lem.2 . . 3 (𝜑𝐺:𝐵𝐴)
31, 2jca 512 . 2 (𝜑 → (𝐹:𝐴𝐵𝐺:𝐵𝐴))
4 mgcval.2 . . . . . . 7 (𝜑𝑉 ∈ Proset )
54ad3antrrr 728 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝑉 ∈ Proset )
6 simplr 767 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → 𝑧𝐴)
76adantr 481 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝑧𝐴)
82ad3antrrr 728 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝐺:𝐵𝐴)
91ad3antrrr 728 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝐹:𝐴𝐵)
109, 7ffvelcdmd 7036 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (𝐹𝑧) ∈ 𝐵)
118, 10ffvelcdmd 7036 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (𝐺‘(𝐹𝑧)) ∈ 𝐴)
122ad2antrr 724 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → 𝐺:𝐵𝐴)
13 simpr 485 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → 𝑤𝐵)
1412, 13ffvelcdmd 7036 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → (𝐺𝑤) ∈ 𝐴)
1514adantr 481 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (𝐺𝑤) ∈ 𝐴)
16 dfmgc2lem.5 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
1716ralrimiva 3143 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
1817ad3antrrr 728 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → ∀𝑥𝐴 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
19 simpr 485 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) ∧ 𝑥 = 𝑧) → 𝑥 = 𝑧)
2019fveq2d 6846 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝐹𝑥) = (𝐹𝑧))
2120fveq2d 6846 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝐺‘(𝐹𝑥)) = (𝐺‘(𝐹𝑧)))
2219, 21breq12d 5118 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)) ↔ 𝑧 (𝐺‘(𝐹𝑧))))
237, 22rspcdv 3573 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (∀𝑥𝐴 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)) → 𝑧 (𝐺‘(𝐹𝑧))))
2418, 23mpd 15 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝑧 (𝐺‘(𝐹𝑧)))
25 dfmgc2lem.4 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∀𝑢𝐵𝑣𝐵 (𝑢 𝑣 → (𝐺𝑢) (𝐺𝑣)))
2625ad2antrr 724 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → ∀𝑢𝐵𝑣𝐵 (𝑢 𝑣 → (𝐺𝑢) (𝐺𝑣)))
27 breq1 5108 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = (𝐹𝑧) → (𝑢 𝑣 ↔ (𝐹𝑧) 𝑣))
28 fveq2 6842 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝐹𝑧) → (𝐺𝑢) = (𝐺‘(𝐹𝑧)))
2928breq1d 5115 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = (𝐹𝑧) → ((𝐺𝑢) (𝐺𝑣) ↔ (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑣)))
3027, 29imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑢 = (𝐹𝑧) → ((𝑢 𝑣 → (𝐺𝑢) (𝐺𝑣)) ↔ ((𝐹𝑧) 𝑣 → (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑣))))
31 breq2 5109 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑤 → ((𝐹𝑧) 𝑣 ↔ (𝐹𝑧) 𝑤))
32 fveq2 6842 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑤 → (𝐺𝑣) = (𝐺𝑤))
3332breq2d 5117 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑤 → ((𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑣) ↔ (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑤)))
3431, 33imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑣 = 𝑤 → (((𝐹𝑧) 𝑣 → (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑣)) ↔ ((𝐹𝑧) 𝑤 → (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑤))))
351ffvelcdmda 7035 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑧𝐴) → (𝐹𝑧) ∈ 𝐵)
3635adantr 481 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → (𝐹𝑧) ∈ 𝐵)
37 eqidd 2737 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑢 = (𝐹𝑧)) → 𝐵 = 𝐵)
3830, 34, 36, 37, 13rspc2vd 3906 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → (∀𝑢𝐵𝑣𝐵 (𝑢 𝑣 → (𝐺𝑢) (𝐺𝑣)) → ((𝐹𝑧) 𝑤 → (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑤))))
3926, 38mpd 15 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → ((𝐹𝑧) 𝑤 → (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑤)))
4039imp 407 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑤))
41 mgcoval.1 . . . . . . 7 𝐴 = (Base‘𝑉)
42 mgcoval.3 . . . . . . 7 = (le‘𝑉)
4341, 42prstr 18189 . . . . . 6 ((𝑉 ∈ Proset ∧ (𝑧𝐴 ∧ (𝐺‘(𝐹𝑧)) ∈ 𝐴 ∧ (𝐺𝑤) ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 (𝐺‘(𝐹𝑧)) ∧ (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑤))) → 𝑧 (𝐺𝑤))
445, 7, 11, 15, 24, 40, 43syl132anc 1388 . . . . 5 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝑧 (𝐺𝑤))
45 mgcval.3 . . . . . . 7 (𝜑𝑊 ∈ Proset )
4645ad3antrrr 728 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → 𝑊 ∈ Proset )
4735ad2antrr 724 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹𝑧) ∈ 𝐵)
481ad3antrrr 728 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → 𝐹:𝐴𝐵)
4914adantr 481 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐺𝑤) ∈ 𝐴)
5048, 49ffvelcdmd 7036 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹‘(𝐺𝑤)) ∈ 𝐵)
51 simplr 767 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → 𝑤𝐵)
52 dfmgc2lem.3 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥 𝑦 → (𝐹𝑥) (𝐹𝑦)))
5352ad2antrr 724 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥 𝑦 → (𝐹𝑥) (𝐹𝑦)))
54 breq1 5108 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 𝑦𝑧 𝑦))
55 fveq2 6842 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (𝐹𝑥) = (𝐹𝑧))
5655breq1d 5115 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → ((𝐹𝑥) (𝐹𝑦) ↔ (𝐹𝑧) (𝐹𝑦)))
5754, 56imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑥 𝑦 → (𝐹𝑥) (𝐹𝑦)) ↔ (𝑧 𝑦 → (𝐹𝑧) (𝐹𝑦))))
58 breq2 5109 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝐺𝑤) → (𝑧 𝑦𝑧 (𝐺𝑤)))
59 fveq2 6842 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (𝐺𝑤) → (𝐹𝑦) = (𝐹‘(𝐺𝑤)))
6059breq2d 5117 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝐺𝑤) → ((𝐹𝑧) (𝐹𝑦) ↔ (𝐹𝑧) (𝐹‘(𝐺𝑤))))
6158, 60imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝐺𝑤) → ((𝑧 𝑦 → (𝐹𝑧) (𝐹𝑦)) ↔ (𝑧 (𝐺𝑤) → (𝐹𝑧) (𝐹‘(𝐺𝑤)))))
62 eqidd 2737 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑥 = 𝑧) → 𝐴 = 𝐴)
6357, 61, 6, 62, 14rspc2vd 3906 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → (∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥 𝑦 → (𝐹𝑥) (𝐹𝑦)) → (𝑧 (𝐺𝑤) → (𝐹𝑧) (𝐹‘(𝐺𝑤)))))
6453, 63mpd 15 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → (𝑧 (𝐺𝑤) → (𝐹𝑧) (𝐹‘(𝐺𝑤))))
6564imp 407 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹𝑧) (𝐹‘(𝐺𝑤)))
66 dfmgc2lem.6 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑢𝐵) → (𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢)
6766ralrimiva 3143 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∀𝑢𝐵 (𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢)
6867ad3antrrr 728 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → ∀𝑢𝐵 (𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢)
69 simpr 485 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) ∧ 𝑢 = 𝑤) → 𝑢 = 𝑤)
7069fveq2d 6846 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) ∧ 𝑢 = 𝑤) → (𝐺𝑢) = (𝐺𝑤))
7170fveq2d 6846 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) ∧ 𝑢 = 𝑤) → (𝐹‘(𝐺𝑢)) = (𝐹‘(𝐺𝑤)))
7271, 69breq12d 5118 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) ∧ 𝑢 = 𝑤) → ((𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢 ↔ (𝐹‘(𝐺𝑤)) 𝑤))
7351, 72rspcdv 3573 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (∀𝑢𝐵 (𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢 → (𝐹‘(𝐺𝑤)) 𝑤))
7468, 73mpd 15 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹‘(𝐺𝑤)) 𝑤)
75 mgcoval.2 . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑊)
76 mgcoval.4 . . . . . . 7 = (le‘𝑊)
7775, 76prstr 18189 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Proset ∧ ((𝐹𝑧) ∈ 𝐵 ∧ (𝐹‘(𝐺𝑤)) ∈ 𝐵𝑤𝐵) ∧ ((𝐹𝑧) (𝐹‘(𝐺𝑤)) ∧ (𝐹‘(𝐺𝑤)) 𝑤)) → (𝐹𝑧) 𝑤)
7846, 47, 50, 51, 65, 74, 77syl132anc 1388 . . . . 5 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹𝑧) 𝑤)
7944, 78impbida 799 . . . 4 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → ((𝐹𝑧) 𝑤𝑧 (𝐺𝑤)))
8079anasss 467 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑧𝐴𝑤𝐵)) → ((𝐹𝑧) 𝑤𝑧 (𝐺𝑤)))
8180ralrimivva 3197 . 2 (𝜑 → ∀𝑧𝐴𝑤𝐵 ((𝐹𝑧) 𝑤𝑧 (𝐺𝑤)))
82 mgcval.1 . . 3 𝐻 = (𝑉MGalConn𝑊)
8341, 75, 42, 76, 82, 4, 45mgcval 31847 . 2 (𝜑 → (𝐹𝐻𝐺 ↔ ((𝐹:𝐴𝐵𝐺:𝐵𝐴) ∧ ∀𝑧𝐴𝑤𝐵 ((𝐹𝑧) 𝑤𝑧 (𝐺𝑤)))))
843, 81, 83mpbir2and 711 1 (𝜑𝐹𝐻𝐺)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  wral 3064   class class class wbr 5105  wf 6492  cfv 6496  (class class class)co 7357  Basecbs 17083  lecple 17140   Proset cproset 18182  MGalConncmgc 31839
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-br 5106  df-opab 5168  df-id 5531  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-fv 6504  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-map 8767  df-proset 18184  df-mgc 31841
This theorem is referenced by:  dfmgc2  31856
  Copyright terms: Public domain W3C validator