Theorem lmif 28016

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 28006	. . . . 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 6888	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (LineG‘𝑔) = (LineG‘𝐺))
4		lmif.l	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
5	3, 4	eqtr4di 2791	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (LineG‘𝑔) = 𝐿)
6	5	rneqd 5935	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ran (LineG‘𝑔) = ran 𝐿)
7		fveq2 6888	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = (Base‘𝐺))
8		ismid.p	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
9	7, 8	eqtr4di 2791	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = 𝑃)
10		fveq2 6888	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (midG‘𝑔) = (midG‘𝐺))
11	10	oveqd 7421	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑎(midG‘𝑔)𝑏) = (𝑎(midG‘𝐺)𝑏))
12	11	eleq1d 2819	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ((𝑎(midG‘𝑔)𝑏) ∈ 𝑑 ↔ (𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑))
13		eqidd 2734	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → 𝑑 = 𝑑)
14		fveq2 6888	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (⟂G‘𝑔) = (⟂G‘𝐺))
15	5	oveqd 7421	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) = (𝑎𝐿𝑏))
16	13, 14, 15	breq123d 5161	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ↔ 𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏)))
17	16	orbi1d 916	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ((𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
18	12, 17	anbi12d 632	. . . . . . . 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 7363	. . . . . . 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 5238	. . . . . 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 5238	. . . . 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 3495	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ V)
24	4	fvexi 6902	. . . . . . 7 ⊢ 𝐿 ∈ V
25		rnexg 7890	. . . . . . 7 ⊢ (𝐿 ∈ V → ran 𝐿 ∈ V)
26		mptexg 7218	. . . . . . 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 7017	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (lInvG‘𝐺) = (𝑑 ∈ ran 𝐿 ↦ (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))))
30		eleq2 2823	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ↔ (𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷))
31		breq1 5150	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ↔ 𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏)))
32	31	orbi1d 916	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → ((𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
33	30, 32	anbi12d 632	. . . . . . 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 7362	. . . . . 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 5249	. . . . 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 483	. . . 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 6902	. . . . . 6 ⊢ 𝑃 ∈ V
39	38	mptex 7220	. . . . 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 7001	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((lInvG‘𝐺)‘𝐷) = (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))))
42	1, 41	eqtrid 2785	. 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 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐺 ∈ TarskiG)
46		ismid.1	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
47	46	adantr 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐺DimTarskiG≥2)
48	37	adantr 482	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐷 ∈ ran 𝐿)
49		simpr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝑎 ∈ 𝑃)
50	8, 43, 44, 45, 47, 4, 48, 49	lmieu 28015	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → ∃!𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
51		riotacl 7378	. . 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 17	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))) ∈ 𝑃)
53	42, 52	fmpt3d 7111	1 ⊢ (𝜑 → 𝑀:𝑃⟶𝑃)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 397   ∨ wo 846   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  ∃!wreu 3375  Vcvv 3475   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230  ran crn 5676  ⟶wf 6536  ‘cfv 6540  ℩crio 7359  (class class class)co 7404  2c2 12263  Basecbs 17140  distcds 17202  TarskiGcstrkg 27658  Dim_TarskiG≥cstrkgld 27662  Itvcitv 27664  LineGclng 27665  ⟂Gcperpg 27926  midGcmid 28003  lInvGclmi 28004

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-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7720  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183

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-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-om 7851  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-frecs 8261  df-wrecs 8292  df-recs 8366  df-rdg 8405  df-1o 8461  df-oadd 8465  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-dju 9892  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-xnn0 12541  df-z 12555  df-uz 12819  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-hash 14287  df-word 14461  df-concat 14517  df-s1 14542  df-s2 14795  df-s3 14796  df-trkgc 27679  df-trkgb 27680  df-trkgcb 27681  df-trkgld 27683  df-trkg 27684  df-cgrg 27742  df-leg 27814  df-mir 27884  df-rag 27925  df-perpg 27927  df-mid 28005  df-lmi 28006

This theorem is referenced by:  lmicl  28017  lmif1o  28026