Theorem lmif 28318

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 28308	. . . . 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 6891	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (LineG‘𝑔) = (LineG‘𝐺))
4		lmif.l	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐿 = (LineG‘𝐺)
5	3, 4	eqtr4di 2789	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (LineG‘𝑔) = 𝐿)
6	5	rneqd 5937	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ran (LineG‘𝑔) = ran 𝐿)
7		fveq2 6891	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = (Base‘𝐺))
8		ismid.p	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
9	7, 8	eqtr4di 2789	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (Base‘𝑔) = 𝑃)
10		fveq2 6891	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (midG‘𝑔) = (midG‘𝐺))
11	10	oveqd 7429	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑎(midG‘𝑔)𝑏) = (𝑎(midG‘𝐺)𝑏))
12	11	eleq1d 2817	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ((𝑎(midG‘𝑔)𝑏) ∈ 𝑑 ↔ (𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑))
13		eqidd 2732	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → 𝑑 = 𝑑)
14		fveq2 6891	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (⟂G‘𝑔) = (⟂G‘𝐺))
15	5	oveqd 7429	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) = (𝑎𝐿𝑏))
16	13, 14, 15	breq123d 5162	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ↔ 𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏)))
17	16	orbi1d 914	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ((𝑑(⟂G‘𝑔)(𝑎(LineG‘𝑔)𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
18	12, 17	anbi12d 630	. . . . . . . 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 7371	. . . . . . 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 5239	. . . . . 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 5239	. . . . 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 3494	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ V)
24	4	fvexi 6905	. . . . . . 7 ⊢ 𝐿 ∈ V
25		rnexg 7899	. . . . . . 7 ⊢ (𝐿 ∈ V → ran 𝐿 ∈ V)
26		mptexg 7225	. . . . . . 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 7021	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (lInvG‘𝐺) = (𝑑 ∈ ran 𝐿 ↦ (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ∧ (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏))))))
30		eleq2 2821	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝑑 ↔ (𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷))
31		breq1 5151	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → (𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ↔ 𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏)))
32	31	orbi1d 914	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑑 = 𝐷 → ((𝑑(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏) ↔ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
33	30, 32	anbi12d 630	. . . . . . 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 7370	. . . . . 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 5250	. . . . 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 481	. . . 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 6905	. . . . . 6 ⊢ 𝑃 ∈ V
39	38	mptex 7227	. . . . 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 7005	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((lInvG‘𝐺)‘𝐷) = (𝑎 ∈ 𝑃 ↦ (℩𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))))
42	1, 41	eqtrid 2783	. 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 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐺 ∈ TarskiG)
46		ismid.1	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺DimTarskiG≥2)
47	46	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐺DimTarskiG≥2)
48	37	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝐷 ∈ ran 𝐿)
49		simpr 484	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → 𝑎 ∈ 𝑃)
50	8, 43, 44, 45, 47, 4, 48, 49	lmieu 28317	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝑃) → ∃!𝑏 ∈ 𝑃 ((𝑎(midG‘𝐺)𝑏) ∈ 𝐷 ∧ (𝐷(⟂G‘𝐺)(𝑎𝐿𝑏) ∨ 𝑎 = 𝑏)))
51		riotacl 7386	. . 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 7117	1 ⊢ (𝜑 → 𝑀:𝑃⟶𝑃)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∨ wo 844   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  ∃!wreu 3373  Vcvv 3473   class class class wbr 5148   ↦ cmpt 5231  ran crn 5677  ⟶wf 6539  ‘cfv 6543  ℩crio 7367  (class class class)co 7412  2c2 12274  Basecbs 17151  distcds 17213  TarskiGcstrkg 27960  Dim_TarskiG≥cstrkgld 27964  Itvcitv 27966  LineGclng 27967  ⟂Gcperpg 28228  midGcmid 28305  lInvGclmi 28306

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-1o 8472  df-oadd 8476  df-er 8709  df-map 8828  df-pm 8829  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-dju 9902  df-card 9940  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-n0 12480  df-xnn0 12552  df-z 12566  df-uz 12830  df-fz 13492  df-fzo 13635  df-hash 14298  df-word 14472  df-concat 14528  df-s1 14553  df-s2 14806  df-s3 14807  df-trkgc 27981  df-trkgb 27982  df-trkgcb 27983  df-trkgld 27985  df-trkg 27986  df-cgrg 28044  df-leg 28116  df-mir 28186  df-rag 28227  df-perpg 28229  df-mid 28307  df-lmi 28308

This theorem is referenced by:  lmicl  28319  lmif1o  28328