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Theorem mgcmntco 33087
Description: A Galois connection like statement, for two functions with same range. (Contributed by Thierry Arnoux, 26-Apr-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
mgcoval.1 𝐴 = (Base‘𝑉)
mgcoval.2 𝐵 = (Base‘𝑊)
mgcoval.3 = (le‘𝑉)
mgcoval.4 = (le‘𝑊)
mgcval.1 𝐻 = (𝑉MGalConn𝑊)
mgcval.2 (𝜑𝑉 ∈ Proset )
mgcval.3 (𝜑𝑊 ∈ Proset )
mgccole.1 (𝜑𝐹𝐻𝐺)
mgcmntco.1 𝐶 = (Base‘𝑋)
mgcmntco.2 < = (le‘𝑋)
mgcmntco.3 (𝜑𝑋 ∈ Proset )
mgcmntco.4 (𝜑𝐾 ∈ (𝑉Monot𝑋))
mgcmntco.5 (𝜑𝐿 ∈ (𝑊Monot𝑋))
Assertion
Ref Expression
mgcmntco (𝜑 → (∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)) ↔ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴,𝑦   𝑥,𝐵,𝑦   𝑥,𝑉,𝑦   𝑥,𝑊,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦   𝑥,𝐹,𝑦   𝑥,𝐺,𝑦   𝑥, < ,𝑦   𝑥,𝐾,𝑦   𝑥,𝐿,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐶(𝑥,𝑦)   𝐻(𝑥,𝑦)   (𝑥,𝑦)   (𝑥,𝑦)

Proof of Theorem mgcmntco
StepHypRef Expression
1 mgcmntco.3 . . . . 5 (𝜑𝑋 ∈ Proset )
21ad2antrr 727 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑋 ∈ Proset )
3 mgcval.2 . . . . . . 7 (𝜑𝑉 ∈ Proset )
4 mgcmntco.4 . . . . . . 7 (𝜑𝐾 ∈ (𝑉Monot𝑋))
5 mgcoval.1 . . . . . . . 8 𝐴 = (Base‘𝑉)
6 mgcmntco.1 . . . . . . . 8 𝐶 = (Base‘𝑋)
75, 6mntf 33078 . . . . . . 7 ((𝑉 ∈ Proset ∧ 𝑋 ∈ Proset ∧ 𝐾 ∈ (𝑉Monot𝑋)) → 𝐾:𝐴𝐶)
83, 1, 4, 7syl3anc 1374 . . . . . 6 (𝜑𝐾:𝐴𝐶)
98ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐾:𝐴𝐶)
10 mgcoval.2 . . . . . . . 8 𝐵 = (Base‘𝑊)
11 mgcoval.3 . . . . . . . 8 = (le‘𝑉)
12 mgcoval.4 . . . . . . . 8 = (le‘𝑊)
13 mgcval.1 . . . . . . . 8 𝐻 = (𝑉MGalConn𝑊)
14 mgcval.3 . . . . . . . 8 (𝜑𝑊 ∈ Proset )
15 mgccole.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹𝐻𝐺)
165, 10, 11, 12, 13, 3, 14, 15mgcf2 33082 . . . . . . 7 (𝜑𝐺:𝐵𝐴)
1716adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) → 𝐺:𝐵𝐴)
1817ffvelcdmda 7038 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐺𝑦) ∈ 𝐴)
199, 18ffvelcdmd 7039 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) ∈ 𝐶)
20 mgcmntco.5 . . . . . . 7 (𝜑𝐿 ∈ (𝑊Monot𝑋))
2110, 6mntf 33078 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Proset ∧ 𝑋 ∈ Proset ∧ 𝐿 ∈ (𝑊Monot𝑋)) → 𝐿:𝐵𝐶)
2214, 1, 20, 21syl3anc 1374 . . . . . 6 (𝜑𝐿:𝐵𝐶)
2322ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐿:𝐵𝐶)
245, 10, 11, 12, 13, 3, 14, 15mgcf1 33081 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:𝐴𝐵)
2524ad2antrr 727 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐹:𝐴𝐵)
2625, 18ffvelcdmd 7039 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐹‘(𝐺𝑦)) ∈ 𝐵)
2723, 26ffvelcdmd 7039 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))) ∈ 𝐶)
2822adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) → 𝐿:𝐵𝐶)
2928ffvelcdmda 7038 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐿𝑦) ∈ 𝐶)
3016ffvelcdmda 7038 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐵) → (𝐺𝑦) ∈ 𝐴)
31 fveq2 6842 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐺𝑦) → (𝐾𝑥) = (𝐾‘(𝐺𝑦)))
32 2fveq3 6847 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐺𝑦) → (𝐿‘(𝐹𝑥)) = (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))))
3331, 32breq12d 5113 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝐺𝑦) → ((𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)) ↔ (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦)))))
3433adantl 481 . . . . . . 7 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑥 = (𝐺𝑦)) → ((𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)) ↔ (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦)))))
3530, 34rspcdv 3570 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵) → (∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦)))))
3635imp 406 . . . . 5 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))))
3736an32s 653 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))))
38 mgcmntco.2 . . . . 5 < = (le‘𝑋)
3914ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑊 ∈ Proset )
4020ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐿 ∈ (𝑊Monot𝑋))
41 simpr 484 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑦𝐵)
423ad2antrr 727 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑉 ∈ Proset )
4315ad2antrr 727 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐹𝐻𝐺)
445, 10, 11, 12, 13, 42, 39, 43, 41mgccole2 33084 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐹‘(𝐺𝑦)) 𝑦)
4510, 6, 12, 38, 39, 2, 40, 26, 41, 44ismntd 33077 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))) < (𝐿𝑦))
466, 38prstr 18234 . . . 4 ((𝑋 ∈ Proset ∧ ((𝐾‘(𝐺𝑦)) ∈ 𝐶 ∧ (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))) ∈ 𝐶 ∧ (𝐿𝑦) ∈ 𝐶) ∧ ((𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))) ∧ (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))) < (𝐿𝑦))) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦))
472, 19, 27, 29, 37, 45, 46syl132anc 1391 . . 3 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦))
4847ralrimiva 3130 . 2 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) → ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦))
491ad2antrr 727 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑋 ∈ Proset )
508ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐾:𝐴𝐶)
51 simpr 484 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
5250, 51ffvelcdmd 7039 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾𝑥) ∈ 𝐶)
5316ad2antrr 727 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐺:𝐵𝐴)
5424adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) → 𝐹:𝐴𝐵)
5554ffvelcdmda 7038 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐹𝑥) ∈ 𝐵)
5653, 55ffvelcdmd 7039 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐺‘(𝐹𝑥)) ∈ 𝐴)
5750, 56ffvelcdmd 7039 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) ∈ 𝐶)
5822ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐿:𝐵𝐶)
5958, 55ffvelcdmd 7039 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐿‘(𝐹𝑥)) ∈ 𝐶)
603ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑉 ∈ Proset )
614ad2antrr 727 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐾 ∈ (𝑉Monot𝑋))
6214ad2antrr 727 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑊 ∈ Proset )
6315ad2antrr 727 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐹𝐻𝐺)
645, 10, 11, 12, 13, 60, 62, 63, 51mgccole1 33083 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
655, 6, 11, 38, 60, 49, 61, 51, 56, 64ismntd 33077 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾𝑥) < (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))))
6624ffvelcdmda 7038 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐹𝑥) ∈ 𝐵)
67 2fveq3 6847 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝐹𝑥) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) = (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))))
68 fveq2 6842 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝐹𝑥) → (𝐿𝑦) = (𝐿‘(𝐹𝑥)))
6967, 68breq12d 5113 . . . . . . . 8 (𝑦 = (𝐹𝑥) → ((𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦) ↔ (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) < (𝐿‘(𝐹𝑥))))
7069adantl 481 . . . . . . 7 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ 𝑦 = (𝐹𝑥)) → ((𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦) ↔ (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) < (𝐿‘(𝐹𝑥))))
7166, 70rspcdv 3570 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐴) → (∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦) → (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) < (𝐿‘(𝐹𝑥))))
7271imp 406 . . . . 5 (((𝜑𝑥𝐴) ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) → (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))
7372an32s 653 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))
746, 38prstr 18234 . . . 4 ((𝑋 ∈ Proset ∧ ((𝐾𝑥) ∈ 𝐶 ∧ (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) ∈ 𝐶 ∧ (𝐿‘(𝐹𝑥)) ∈ 𝐶) ∧ ((𝐾𝑥) < (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) ∧ (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))) → (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))
7549, 52, 57, 59, 65, 73, 74syl132anc 1391 . . 3 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))
7675ralrimiva 3130 . 2 ((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) → ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))
7748, 76impbida 801 1 (𝜑 → (∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)) ↔ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  wral 3052   class class class wbr 5100  wf 6496  cfv 6500  (class class class)co 7368  Basecbs 17148  lecple 17196   Proset cproset 18227  Monotcmnt 33071  MGalConncmgc 33072
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-br 5101  df-opab 5163  df-id 5527  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-fv 6508  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-map 8777  df-proset 18229  df-mnt 33073  df-mgc 33074
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