Theorem ldilco 37677

Description: The composition of two lattice automorphisms is a lattice automorphism. (Contributed by NM, 19-Apr-2013.)

Hypotheses

Ref	Expression
ldilco.h	⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
ldilco.d	⊢ 𝐷 = ((LDil‘𝐾)‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
ldilco	⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 ∘ 𝐺) ∈ 𝐷)

Proof of Theorem ldilco

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simp1l 1195	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐾 ∈ 𝑉)
2		ldilco.h	. . . . 5 ⊢ 𝐻 = (LHyp‘𝐾)
3		eqid 2759	. . . . 5 ⊢ (LAut‘𝐾) = (LAut‘𝐾)
4		ldilco.d	. . . . 5 ⊢ 𝐷 = ((LDil‘𝐾)‘𝑊)
5	2, 3, 4	ldillaut 37672	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷) → 𝐹 ∈ (LAut‘𝐾))
6	5	3adant3 1130	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐹 ∈ (LAut‘𝐾))
7	2, 3, 4	ldillaut 37672	. . . 4 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐺 ∈ (LAut‘𝐾))
8	7	3adant2 1129	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐺 ∈ (LAut‘𝐾))
9	3	lautco 37658	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝐹 ∈ (LAut‘𝐾) ∧ 𝐺 ∈ (LAut‘𝐾)) → (𝐹 ∘ 𝐺) ∈ (LAut‘𝐾))
10	1, 6, 8, 9	syl3anc 1369	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 ∘ 𝐺) ∈ (LAut‘𝐾))
11		simp11 1201	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → (𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻))
12		simp13 1203	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → 𝐺 ∈ 𝐷)
13		eqid 2759	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
14	13, 2, 4	ldil1o 37673	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → 𝐺:(Base‘𝐾)–1-1-onto→(Base‘𝐾))
15	11, 12, 14	syl2anc 588	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → 𝐺:(Base‘𝐾)–1-1-onto→(Base‘𝐾))
16		f1of 6595	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺:(Base‘𝐾)–1-1-onto→(Base‘𝐾) → 𝐺:(Base‘𝐾)⟶(Base‘𝐾))
17	15, 16	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → 𝐺:(Base‘𝐾)⟶(Base‘𝐾))
18		simp2 1135	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐾))
19		fvco3 6744	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺:(Base‘𝐾)⟶(Base‘𝐾) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾)) → ((𝐹 ∘ 𝐺)‘𝑥) = (𝐹‘(𝐺‘𝑥)))
20	17, 18, 19	syl2anc 588	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → ((𝐹 ∘ 𝐺)‘𝑥) = (𝐹‘(𝐺‘𝑥)))
21		simp3 1136	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → 𝑥(le‘𝐾)𝑊)
22		eqid 2759	. . . . . . . 8 ⊢ (le‘𝐾) = (le‘𝐾)
23	13, 22, 2, 4	ldilval 37674	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐺 ∈ 𝐷 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊)) → (𝐺‘𝑥) = 𝑥)
24	11, 12, 18, 21, 23	syl112anc 1372	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → (𝐺‘𝑥) = 𝑥)
25	24	fveq2d 6655	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → (𝐹‘(𝐺‘𝑥)) = (𝐹‘𝑥))
26		simp12 1202	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → 𝐹 ∈ 𝐷)
27	13, 22, 2, 4	ldilval 37674	. . . . . 6 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊)) → (𝐹‘𝑥) = 𝑥)
28	11, 26, 18, 21, 27	syl112anc 1372	. . . . 5 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → (𝐹‘𝑥) = 𝑥)
29	20, 25, 28	3eqtrd 2798	. . . 4 ⊢ ((((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾) ∧ 𝑥(le‘𝐾)𝑊) → ((𝐹 ∘ 𝐺)‘𝑥) = 𝑥)
30	29	3exp 1117	. . 3 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝑥 ∈ (Base‘𝐾) → (𝑥(le‘𝐾)𝑊 → ((𝐹 ∘ 𝐺)‘𝑥) = 𝑥)))
31	30	ralrimiv 3110	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐾)(𝑥(le‘𝐾)𝑊 → ((𝐹 ∘ 𝐺)‘𝑥) = 𝑥))
32	13, 22, 2, 3, 4	isldil 37671	. . 3 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) → ((𝐹 ∘ 𝐺) ∈ 𝐷 ↔ ((𝐹 ∘ 𝐺) ∈ (LAut‘𝐾) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐾)(𝑥(le‘𝐾)𝑊 → ((𝐹 ∘ 𝐺)‘𝑥) = 𝑥))))
33	32	3ad2ant1 1131	. 2 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → ((𝐹 ∘ 𝐺) ∈ 𝐷 ↔ ((𝐹 ∘ 𝐺) ∈ (LAut‘𝐾) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐾)(𝑥(le‘𝐾)𝑊 → ((𝐹 ∘ 𝐺)‘𝑥) = 𝑥))))
34	10, 31, 33	mpbir2and 713	1 ⊢ (((𝐾 ∈ 𝑉 ∧ 𝑊 ∈ 𝐻) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷 ∧ 𝐺 ∈ 𝐷) → (𝐹 ∘ 𝐺) ∈ 𝐷)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2112  ∀wral 3068   class class class wbr 5025   ∘ ccom 5521  ⟶wf 6324  –1-1-onto→wf1o 6327  ‘cfv 6328  Basecbs 16526  lecple 16615  LHypclh 37545  LAutclaut 37546  LDilcldil 37661

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 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2730  ax-rep 5149  ax-sep 5162  ax-nul 5169  ax-pow 5227  ax-pr 5291  ax-un 7452

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 846  df-3an 1087  df-tru 1542  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2071  df-mo 2558  df-eu 2589  df-clab 2737  df-cleq 2751  df-clel 2831  df-nfc 2899  df-ne 2950  df-ral 3073  df-rex 3074  df-reu 3075  df-rab 3077  df-v 3409  df-sbc 3694  df-csb 3802  df-dif 3857  df-un 3859  df-in 3861  df-ss 3871  df-nul 4222  df-if 4414  df-pw 4489  df-sn 4516  df-pr 4518  df-op 4522  df-uni 4792  df-iun 4878  df-br 5026  df-opab 5088  df-mpt 5106  df-id 5423  df-xp 5523  df-rel 5524  df-cnv 5525  df-co 5526  df-dm 5527  df-rn 5528  df-res 5529  df-ima 5530  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-ov 7146  df-oprab 7147  df-mpo 7148  df-map 8411  df-laut 37550  df-ldil 37665

This theorem is referenced by:  ltrnco  38280