Theorem isomuspgrlem2b 45169

Description: Lemma 2 for isomuspgrlem2 45173. (Contributed by AV, 29-Nov-2022.)

Hypotheses

Ref	Expression
isomushgr.v	⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐴)
isomushgr.w	⊢ 𝑊 = (Vtx‘𝐵)
isomushgr.e	⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐴)
isomushgr.k	⊢ 𝐾 = (Edg‘𝐵)
isomuspgrlem2.g	⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐸 ↦ (𝐹 “ 𝑥))
isomuspgrlem2.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ USPGraph)
isomuspgrlem2.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝑊)
isomuspgrlem2.i	⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} ∈ 𝐾))

Assertion

Ref	Expression
isomuspgrlem2b	⊢ (𝜑 → 𝐺:𝐸⟶𝐾)

Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑥   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐸   𝑥,𝐾   𝑥,𝑉   𝑥,𝑊   𝑥,𝐹   𝐸,𝑎,𝑏   𝐹,𝑎,𝑏   𝐾,𝑎,𝑏   𝑉,𝑎,𝑏   𝜑,𝑥

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑎,𝑏)   𝐴(𝑎,𝑏)   𝐵(𝑎,𝑏)   𝐺(𝑥,𝑎,𝑏)   𝑊(𝑎,𝑏)

Proof of Theorem isomuspgrlem2b

Dummy variables 𝑐 𝑑 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		isomuspgrlem2.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ USPGraph)
2		uspgrupgr 27449	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ USPGraph → 𝐴 ∈ UPGraph)
3	1, 2	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ UPGraph)
4		isomushgr.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Vtx‘𝐴)
5		isomushgr.e	. . . . . 6 ⊢ 𝐸 = (Edg‘𝐴)
6	4, 5	upgredg 27410	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ UPGraph ∧ 𝑥 ∈ 𝐸) → ∃𝑐 ∈ 𝑉 ∃𝑑 ∈ 𝑉 𝑥 = {𝑐, 𝑑})
7	3, 6	sylan 579	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐸) → ∃𝑐 ∈ 𝑉 ∃𝑑 ∈ 𝑉 𝑥 = {𝑐, 𝑑})
8		isomuspgrlem2.i	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} ∈ 𝐾))
9		preq12 4668	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → {𝑎, 𝑏} = {𝑐, 𝑑})
10	9	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸))
11		fveq2 6756	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑐))
12	11	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑐))
13		fveq2 6756	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (𝐹‘𝑏) = (𝐹‘𝑑))
14	13	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (𝐹‘𝑏) = (𝐹‘𝑑))
15	12, 14	preq12d 4674	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → {(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} = {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)})
16	15	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → ({(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} ∈ 𝐾 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾))
17	10, 16	bibi12d 345	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} ∈ 𝐾) ↔ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾)))
18	17	rspc2gv 3561	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉) → (∀𝑎 ∈ 𝑉 ∀𝑏 ∈ 𝑉 ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} ∈ 𝐾) → ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾)))
19	8, 18	syl5com 31	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → ((𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉) → ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾)))
20	19	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) → ((𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉) → ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾)))
21	20	imp 406	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾))
22		bicom 221	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾) ↔ ({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸))
23		bianir 1055	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸)) → {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾)
24	23	ex 412	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸) → {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾))
25	22, 24	syl5bi 241	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾) → {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾))
26		isomuspgrlem2.f	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–1-1-onto→𝑊)
27		f1ofn 6701	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝑊 → 𝐹 Fn 𝑉)
28	26, 27	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn 𝑉)
29	28	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) → 𝐹 Fn 𝑉)
30	29	adantr 480	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → 𝐹 Fn 𝑉)
31		simprl 767	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → 𝑐 ∈ 𝑉)
32		simprr 769	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → 𝑑 ∈ 𝑉)
33	30, 31, 32	3jca 1126	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (𝐹 Fn 𝑉 ∧ 𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))
34	33	adantl 481	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))) → (𝐹 Fn 𝑉 ∧ 𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))
35		fnimapr 6834	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝐹 Fn 𝑉 ∧ 𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉) → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) = {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)})
36	34, 35	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))) → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) = {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)})
37	36	eqcomd 2744	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))) → {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} = (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}))
38	37	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))) → ({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 ↔ (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾))
39	38	biimpd 228	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))) → ({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾))
40	39	ex 412	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → ({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
41	40	com23 86	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → ({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 → (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
42	25, 41	syld 47	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾) → (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
43	42	com13 88	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾) → ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
44	21, 43	mpd 15	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾))
45		eleq1 2826	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → (𝑥 ∈ 𝐸 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸))
46		imaeq2 5954	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → (𝐹 “ 𝑥) = (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}))
47	46	eleq1d 2823	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → ((𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾 ↔ (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾))
48	45, 47	imbi12d 344	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → ((𝑥 ∈ 𝐸 → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾) ↔ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
49	48	adantl 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) → ((𝑥 ∈ 𝐸 → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾) ↔ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
50	49	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → ((𝑥 ∈ 𝐸 → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾) ↔ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
51	44, 50	mpbird 256	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (𝑥 ∈ 𝐸 → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾))
52	51	exp31 419	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → ((𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉) → (𝑥 ∈ 𝐸 → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾))))
53	52	com24 95	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐸 → ((𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉) → (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾))))
54	53	imp31 417	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐸) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾))
55	54	rexlimdvva 3222	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐸) → (∃𝑐 ∈ 𝑉 ∃𝑑 ∈ 𝑉 𝑥 = {𝑐, 𝑑} → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾))
56	7, 55	mpd 15	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐸) → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾)
57	56	ralrimiva 3107	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐸 (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾)
58		isomuspgrlem2.g	. . 3 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐸 ↦ (𝐹 “ 𝑥))
59	58	fmpt 6966	. 2 ⊢ (∀𝑥 ∈ 𝐸 (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾 ↔ 𝐺:𝐸⟶𝐾)
60	57, 59	sylib 217	1 ⊢ (𝜑 → 𝐺:𝐸⟶𝐾)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  ∀wral 3063  ∃wrex 3064  {cpr 4560   ↦ cmpt 5153   “ cima 5583   Fn wfn 6413  ⟶wf 6414  –1-1-onto→wf1o 6417  ‘cfv 6418  Vtxcvtx 27269  Edgcedg 27320  UPGraphcupgr 27353  USPGraphcuspgr 27421

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-2o 8268  df-oadd 8271  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-dju 9590  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-n0 12164  df-xnn0 12236  df-z 12250  df-uz 12512  df-fz 13169  df-hash 13973  df-edg 27321  df-upgr 27355  df-uspgr 27423

This theorem is referenced by:  isomuspgrlem2c  45170  isomuspgrlem2d  45171