Theorem lmif 29167

Description: Line mirror as a function. (Contributed by Thierry Arnoux, 11-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
ismid.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
ismid.d	⊢ − = (dist‘𝐺)
ismid.i	⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
ismid.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
ismid.1	⊢ (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
lmif.m	⊢ 𝑀 = ((lInvG‘𝐺)‘𝐷)
lmif.l	⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
lmif.d	⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ran 𝐿)

Assertion

Ref	Expression
lmif	⊢ (𝜑 → 𝑀:𝑃⟶𝑃)

Proof of Theorem lmif

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑔 𝑑 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lmif.m	. . 3 ⊢ 𝑀 = ((lInvG‘𝐺)‘𝐷)
2		df-lmi 29157	. . . . 5 ⊢ lInvG = (𝑔 ∈ V ↦ (𝑑 ∈ ran (LineG‘𝑔) ↦ (𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ↦ (℩𝑏 ∈ (Base‘𝑔)((𝑎(midG‘𝑔)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))))
3		fveq2 6882	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (LineG‘𝑔) = (LineG‘𝐺))
4		lmif.l	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
5	3, 4	eqtr4di 2815	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (LineG‘𝑔) = 𝐿)
6	5	rneqd 5926	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ran (LineG‘𝑔) = ran 𝐿)
7		fveq2 6882	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = (Base‘𝐺))
8		ismid.p	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
9	7, 8	eqtr4di 2815	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = 𝑃)
10		fveq2 6882	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (midG‘𝑔) = (midG‘𝐺))
11	10	oveqd 7433	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑎(midG‘𝑔)𝑏) = (𝑎(midG‘𝐺)𝑏))
12	11	eleq1d 2847	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ((𝑎(midG‘𝑔)𝑏) ∈ 𝑑 ↔ (𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑))
13		eqidd 2763	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → 𝑑 = 𝑑)
14		fveq2 6882	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (⟂G‘𝑔) = (⟂G‘𝐺))
15	5	oveqd 7433	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) = (𝑎𝐿𝑏))
16	13, 14, 15	breq123d 5121	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ↔ 𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏)))
17	16	orbi1d 930	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ((𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
18	12, 17	anbi12d 644	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (((𝑎(midG‘𝑔)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)) ↔ ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))
19	9, 18	riotaeqbidv 7376	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (℩𝑏 ∈ (Base‘𝑔)((𝑎(midG‘𝑔)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))) = (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))
20	9, 19	mpteq12dv 5196	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ↦ (℩𝑏 ∈ (Base‘𝑔)((𝑎(midG‘𝑔)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))) = (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))))
21	6, 20	mpteq12dv 5196	. . . . 5 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑑 ∈ ran (LineG‘𝑔) ↦ (𝑎 ∈ (Base‘𝑔) ↦ (℩𝑏 ∈ (Base‘𝑔)((𝑎(midG‘𝑔)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))) = (𝑑 ∈ ran 𝐿 ↦ (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))))
22		ismid.g	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ TarskiG)
23	22	elexd 3476	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ V)
24	4	fvexi 6896	. . . . . . 7 ⊢ 𝐿 ∈ V
25		rnexg 7902	. . . . . . 7 ⊢ (𝐿 ∈ V → ran 𝐿 ∈ V)
26		mptexg 7223	. . . . . . 7 ⊢ (ran 𝐿 ∈ V → (𝑑 ∈ ran 𝐿 ↦ (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))) ∈ V)
27	24, 25, 26	mp2b 10	. . . . . 6 ⊢ (𝑑 ∈ ran 𝐿 ↦ (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))) ∈ V
28	27	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑑 ∈ ran 𝐿 ↦ (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))) ∈ V)
29	2, 21, 23, 28	fvmptd3 7014	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (lInvG‘𝐺) = (𝑑 ∈ ran 𝐿 ↦ (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))))
30		eleq2 2851	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ↔ (𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷))
31		breq1 5110	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ↔ 𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏)))
32	31	orbi1d 930	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → ((𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
33	30, 32	anbi12d 644	. . . . . . 7 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → (((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)) ↔ ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))
34	33	riotabidv 7375	. . . . . 6 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))) = (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))
35	34	mpteq2dv 5203	. . . . 5 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))) = (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))))
36	35	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 = 𝐷) → (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))) = (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))))
37		lmif.d	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ ran 𝐿)
38	8	fvexi 6896	. . . . . 6 ⊢ 𝑃 ∈ V
39	38	mptex 7225	. . . . 5 ⊢ (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))) ∈ V
40	39	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))) ∈ V)
41	29, 36, 37, 40	fvmptd 6998	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((lInvG‘𝐺)‘𝐷) = (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))))
42	1, 41	eqtrid 2809	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑀 = (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))))
43		ismid.d	. . . 4 ⊢ − = (dist‘𝐺)
44		ismid.i	. . . 4 ⊢ 𝐼 = (Itv‘𝐺)
45	22	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐺 ∈ TarskiG)
46		ismid.1	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
47	46	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐺DimTarskiG≥2)
48	37	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐷 ∈ ran 𝐿)
49		simpr 490	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝑎 ∈ 𝑃)
50	8, 43, 44, 45, 47, 4, 48, 49	lmieu 29166	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → ∃!𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
51		riotacl 7390	. . 3 ⊢ (∃!𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)) → (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))) ∈ 𝑃)
52	50, 51	syl 18	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))) ∈ 𝑃)
53	42, 52	fmpt3d 7112	1 ⊢ (𝜑 → 𝑀:𝑃⟶𝑃)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∃!wreu 3365  Vcvv 3453   class class class wbr 5107   ↦ cmpt 5190  ran crn 5660  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  ℩crio 7372  (class class class)co 7416  2c2 12322  Basecbs 17305  distcds 17355  TarskiGcstrkg 28766  Dim_TarskiG≥cstrkgld 28770  Itvcitv 28772  LineGclng 28773  ⟂Gcperpg 29047  midGcmid 29154  lInvGclmi 29155

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8458  df-oadd 8462  df-er 8699  df-map 8831  df-pm 8832  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-dju 9909  df-card 9947  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-nn 12261  df-2 12330  df-3 12331  df-n0 12532  df-xnn0 12605  df-z 12619  df-uz 12891  df-fz 13564  df-fzo 13712  df-hash 14397  df-word 14581  df-concat 14638  df-s1 14665  df-s2 14921  df-s3 14922  df-trkgc 28787  df-trkgb 28788  df-trkgcb 28789  df-trkgld 28791  df-trkg 28792  df-cgrg 28851  df-leg 28923  df-mir 29002  df-rag 29046  df-perpg 29048  df-mid 29156  df-lmi 29157

This theorem is used by:  lmicl  29168  lmif1o  29177