Theorem isomuspgrlem2b 46497

Description: Lemma 2 for isomuspgrlem2 46501. (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 28436	. . . . . 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 28397	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ UPGraph ∧ 𝑥 ∈ 𝐸) → ∃𝑐 ∈ 𝑉 ∃𝑑 ∈ 𝑉 𝑥 = {𝑐, 𝑑})
7	3, 6	sylan 581	. . . 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 4740	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → {𝑎, 𝑏} = {𝑐, 𝑑})
10	9	eleq1d 2819	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → ({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸))
11		fveq2 6892	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑎 = 𝑐 → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑐))
12	11	adantr 482	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑐))
13		fveq2 6892	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (𝐹‘𝑏) = (𝐹‘𝑑))
14	13	adantl 483	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (𝐹‘𝑏) = (𝐹‘𝑑))
15	12, 14	preq12d 4746	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → {(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} = {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)})
16	15	eleq1d 2819	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → ({(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} ∈ 𝐾 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾))
17	10, 16	bibi12d 346	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑎 = 𝑐 ∧ 𝑏 = 𝑑) → (({𝑎, 𝑏} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑎), (𝐹‘𝑏)} ∈ 𝐾) ↔ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾)))
18	17	rspc2gv 3622	. . . . . . . . . . . . 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 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) → ((𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉) → ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ↔ {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾)))
21	20	imp 408	. . . . . . . . . 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 1058	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸)) → {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾)
24	23	ex 414	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (({(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸) → {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} ∈ 𝐾))
25	22, 24	biimtrid 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 6835	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ⊢ (𝐹:𝑉–1-1-onto→𝑊 → 𝐹 Fn 𝑉)
28	26, 27	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ⊢ (𝜑 → 𝐹 Fn 𝑉)
29	28	adantr 482	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) → 𝐹 Fn 𝑉)
30	29	adantr 482	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → 𝐹 Fn 𝑉)
31		simprl 770	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → 𝑐 ∈ 𝑉)
32		simprr 772	. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → 𝑑 ∈ 𝑉)
33	30, 31, 32	3jca 1129	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (𝐹 Fn 𝑉 ∧ 𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))
34	33	adantl 483	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))) → (𝐹 Fn 𝑉 ∧ 𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))
35		fnimapr 6976	. . . . . . . . . . . . . . . . . 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 2739	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 ∧ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉))) → {(𝐹‘𝑐), (𝐹‘𝑑)} = (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}))
38	37	eleq1d 2819	. . . . . . . . . . . . . . 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 414	. . . . . . . . . . . . 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 2822	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → (𝑥 ∈ 𝐸 ↔ {𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸))
46		imaeq2 6056	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → (𝐹 “ 𝑥) = (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}))
47	46	eleq1d 2819	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → ((𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾 ↔ (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾))
48	45, 47	imbi12d 345	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → ((𝑥 ∈ 𝐸 → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾) ↔ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
49	48	adantl 483	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) → ((𝑥 ∈ 𝐸 → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾) ↔ ({𝑐, 𝑑} ∈ 𝐸 → (𝐹 “ {𝑐, 𝑑}) ∈ 𝐾)))
50	49	adantr 482	. . . . . . . . 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 257	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 = {𝑐, 𝑑}) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (𝑥 ∈ 𝐸 → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾))
52	51	exp31 421	. . . . . . 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 419	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐸) ∧ (𝑐 ∈ 𝑉 ∧ 𝑑 ∈ 𝑉)) → (𝑥 = {𝑐, 𝑑} → (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾))
55	54	rexlimdvva 3212	. . . 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 3147	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ 𝐸 (𝐹 “ 𝑥) ∈ 𝐾)
58		isomuspgrlem2.g	. . 3 ⊢ 𝐺 = (𝑥 ∈ 𝐸 ↦ (𝐹 “ 𝑥))
59	58	fmpt 7110	. 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 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  ∀wral 3062  ∃wrex 3071  {cpr 4631   ↦ cmpt 5232   “ cima 5680   Fn wfn 6539  ⟶wf 6540  –1-1-onto→wf1o 6543  ‘cfv 6544  Vtxcvtx 28256  Edgcedg 28307  UPGraphcupgr 28340  USPGraphcuspgr 28408

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-oadd 8470  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-dju 9896  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12213  df-2 12275  df-n0 12473  df-xnn0 12545  df-z 12559  df-uz 12823  df-fz 13485  df-hash 14291  df-edg 28308  df-upgr 28342  df-uspgr 28410

This theorem is referenced by:  isomuspgrlem2c  46498  isomuspgrlem2d  46499