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Theorem dfmgc2lem 33077
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 511 . 2 (𝜑 → (𝐹:𝐴𝐵𝐺:𝐵𝐴))
4 mgcval.2 . . . . . . 7 (𝜑𝑉 ∈ Proset )
54ad3antrrr 730 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝑉 ∈ Proset )
6 simplr 768 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → 𝑧𝐴)
76adantr 480 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝑧𝐴)
82ad3antrrr 730 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝐺:𝐵𝐴)
91ad3antrrr 730 . . . . . . . 8 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝐹:𝐴𝐵)
109, 7ffvelcdmd 7030 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (𝐹𝑧) ∈ 𝐵)
118, 10ffvelcdmd 7030 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (𝐺‘(𝐹𝑧)) ∈ 𝐴)
122ad2antrr 726 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → 𝐺:𝐵𝐴)
13 simpr 484 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → 𝑤𝐵)
1412, 13ffvelcdmd 7030 . . . . . . 7 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → (𝐺𝑤) ∈ 𝐴)
1514adantr 480 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (𝐺𝑤) ∈ 𝐴)
16 dfmgc2lem.5 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐴) → 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
1716ralrimiva 3128 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∀𝑥𝐴 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
1817ad3antrrr 730 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → ∀𝑥𝐴 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
19 simpr 484 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) ∧ 𝑥 = 𝑧) → 𝑥 = 𝑧)
2019fveq2d 6838 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝐹𝑥) = (𝐹𝑧))
2120fveq2d 6838 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝐺‘(𝐹𝑥)) = (𝐺‘(𝐹𝑧)))
2219, 21breq12d 5111 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) ∧ 𝑥 = 𝑧) → (𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)) ↔ 𝑧 (𝐺‘(𝐹𝑧))))
237, 22rspcdv 3568 . . . . . . 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 726 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → ∀𝑢𝐵𝑣𝐵 (𝑢 𝑣 → (𝐺𝑢) (𝐺𝑣)))
27 breq1 5101 . . . . . . . . . 10 (𝑢 = (𝐹𝑧) → (𝑢 𝑣 ↔ (𝐹𝑧) 𝑣))
28 fveq2 6834 . . . . . . . . . . 11 (𝑢 = (𝐹𝑧) → (𝐺𝑢) = (𝐺‘(𝐹𝑧)))
2928breq1d 5108 . . . . . . . . . 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 5102 . . . . . . . . . 10 (𝑣 = 𝑤 → ((𝐹𝑧) 𝑣 ↔ (𝐹𝑧) 𝑤))
32 fveq2 6834 . . . . . . . . . . 11 (𝑣 = 𝑤 → (𝐺𝑣) = (𝐺𝑤))
3332breq2d 5110 . . . . . . . . . 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 7029 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑧𝐴) → (𝐹𝑧) ∈ 𝐵)
3635adantr 480 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → (𝐹𝑧) ∈ 𝐵)
37 eqidd 2737 . . . . . . . . 9 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑢 = (𝐹𝑧)) → 𝐵 = 𝐵)
3830, 34, 36, 37, 13rspc2vd 3897 . . . . . . . 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 406 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑤))
41 mgcoval.1 . . . . . . 7 𝐴 = (Base‘𝑉)
42 mgcoval.3 . . . . . . 7 = (le‘𝑉)
4341, 42prstr 18222 . . . . . 6 ((𝑉 ∈ Proset ∧ (𝑧𝐴 ∧ (𝐺‘(𝐹𝑧)) ∈ 𝐴 ∧ (𝐺𝑤) ∈ 𝐴) ∧ (𝑧 (𝐺‘(𝐹𝑧)) ∧ (𝐺‘(𝐹𝑧)) (𝐺𝑤))) → 𝑧 (𝐺𝑤))
445, 7, 11, 15, 24, 40, 43syl132anc 1390 . . . . 5 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ (𝐹𝑧) 𝑤) → 𝑧 (𝐺𝑤))
45 mgcval.3 . . . . . . 7 (𝜑𝑊 ∈ Proset )
4645ad3antrrr 730 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → 𝑊 ∈ Proset )
4735ad2antrr 726 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹𝑧) ∈ 𝐵)
481ad3antrrr 730 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → 𝐹:𝐴𝐵)
4914adantr 480 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐺𝑤) ∈ 𝐴)
5048, 49ffvelcdmd 7030 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹‘(𝐺𝑤)) ∈ 𝐵)
51 simplr 768 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → 𝑤𝐵)
52 dfmgc2lem.3 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥 𝑦 → (𝐹𝑥) (𝐹𝑦)))
5352ad2antrr 726 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → ∀𝑥𝐴𝑦𝐴 (𝑥 𝑦 → (𝐹𝑥) (𝐹𝑦)))
54 breq1 5101 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 𝑦𝑧 𝑦))
55 fveq2 6834 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑧 → (𝐹𝑥) = (𝐹𝑧))
5655breq1d 5108 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑧 → ((𝐹𝑥) (𝐹𝑦) ↔ (𝐹𝑧) (𝐹𝑦)))
5754, 56imbi12d 344 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑧 → ((𝑥 𝑦 → (𝐹𝑥) (𝐹𝑦)) ↔ (𝑧 𝑦 → (𝐹𝑧) (𝐹𝑦))))
58 breq2 5102 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = (𝐺𝑤) → (𝑧 𝑦𝑧 (𝐺𝑤)))
59 fveq2 6834 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = (𝐺𝑤) → (𝐹𝑦) = (𝐹‘(𝐺𝑤)))
6059breq2d 5110 . . . . . . . . . 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 3897 . . . . . . . 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 406 . . . . . 6 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹𝑧) (𝐹‘(𝐺𝑤)))
66 dfmgc2lem.6 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑢𝐵) → (𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢)
6766ralrimiva 3128 . . . . . . . 8 (𝜑 → ∀𝑢𝐵 (𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢)
6867ad3antrrr 730 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → ∀𝑢𝐵 (𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢)
69 simpr 484 . . . . . . . . . . 11 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) ∧ 𝑢 = 𝑤) → 𝑢 = 𝑤)
7069fveq2d 6838 . . . . . . . . . 10 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) ∧ 𝑢 = 𝑤) → (𝐺𝑢) = (𝐺𝑤))
7170fveq2d 6838 . . . . . . . . 9 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) ∧ 𝑢 = 𝑤) → (𝐹‘(𝐺𝑢)) = (𝐹‘(𝐺𝑤)))
7271, 69breq12d 5111 . . . . . . . 8 (((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) ∧ 𝑢 = 𝑤) → ((𝐹‘(𝐺𝑢)) 𝑢 ↔ (𝐹‘(𝐺𝑤)) 𝑤))
7351, 72rspcdv 3568 . . . . . . 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 18222 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Proset ∧ ((𝐹𝑧) ∈ 𝐵 ∧ (𝐹‘(𝐺𝑤)) ∈ 𝐵𝑤𝐵) ∧ ((𝐹𝑧) (𝐹‘(𝐺𝑤)) ∧ (𝐹‘(𝐺𝑤)) 𝑤)) → (𝐹𝑧) 𝑤)
7846, 47, 50, 51, 65, 74, 77syl132anc 1390 . . . . 5 ((((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) ∧ 𝑧 (𝐺𝑤)) → (𝐹𝑧) 𝑤)
7944, 78impbida 800 . . . 4 (((𝜑𝑧𝐴) ∧ 𝑤𝐵) → ((𝐹𝑧) 𝑤𝑧 (𝐺𝑤)))
8079anasss 466 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑧𝐴𝑤𝐵)) → ((𝐹𝑧) 𝑤𝑧 (𝐺𝑤)))
8180ralrimivva 3179 . 2 (𝜑 → ∀𝑧𝐴𝑤𝐵 ((𝐹𝑧) 𝑤𝑧 (𝐺𝑤)))
82 mgcval.1 . . 3 𝐻 = (𝑉MGalConn𝑊)
8341, 75, 42, 76, 82, 4, 45mgcval 33069 . 2 (𝜑 → (𝐹𝐻𝐺 ↔ ((𝐹:𝐴𝐵𝐺:𝐵𝐴) ∧ ∀𝑧𝐴𝑤𝐵 ((𝐹𝑧) 𝑤𝑧 (𝐺𝑤)))))
843, 81, 83mpbir2and 713 1 (𝜑𝐹𝐻𝐺)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1541  wcel 2113  wral 3051   class class class wbr 5098  wf 6488  cfv 6492  (class class class)co 7358  Basecbs 17136  lecple 17184   Proset cproset 18215  MGalConncmgc 33061
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-br 5099  df-opab 5161  df-id 5519  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-fv 6500  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-map 8765  df-proset 18217  df-mgc 33063
This theorem is referenced by:  dfmgc2  33078
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