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Theorem mgcmntco 32967
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 725 . . . 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 32958 . . . . . . 7 ((𝑉 ∈ Proset ∧ 𝑋 ∈ Proset ∧ 𝐾 ∈ (𝑉Monot𝑋)) → 𝐾:𝐴𝐶)
83, 1, 4, 7syl3anc 1371 . . . . . 6 (𝜑𝐾:𝐴𝐶)
98ad2antrr 725 . . . . 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 32962 . . . . . . 7 (𝜑𝐺:𝐵𝐴)
1716adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) → 𝐺:𝐵𝐴)
1817ffvelcdmda 7118 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐺𝑦) ∈ 𝐴)
199, 18ffvelcdmd 7119 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) ∈ 𝐶)
20 mgcmntco.5 . . . . . . 7 (𝜑𝐿 ∈ (𝑊Monot𝑋))
2110, 6mntf 32958 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Proset ∧ 𝑋 ∈ Proset ∧ 𝐿 ∈ (𝑊Monot𝑋)) → 𝐿:𝐵𝐶)
2214, 1, 20, 21syl3anc 1371 . . . . . 6 (𝜑𝐿:𝐵𝐶)
2322ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐿:𝐵𝐶)
245, 10, 11, 12, 13, 3, 14, 15mgcf1 32961 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:𝐴𝐵)
2524ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐹:𝐴𝐵)
2625, 18ffvelcdmd 7119 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐹‘(𝐺𝑦)) ∈ 𝐵)
2723, 26ffvelcdmd 7119 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))) ∈ 𝐶)
2822adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) → 𝐿:𝐵𝐶)
2928ffvelcdmda 7118 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐿𝑦) ∈ 𝐶)
3016ffvelcdmda 7118 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐵) → (𝐺𝑦) ∈ 𝐴)
31 fveq2 6920 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐺𝑦) → (𝐾𝑥) = (𝐾‘(𝐺𝑦)))
32 2fveq3 6925 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐺𝑦) → (𝐿‘(𝐹𝑥)) = (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))))
3331, 32breq12d 5179 . . . . . . . 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 3627 . . . . . 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 651 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))))
38 mgcmntco.2 . . . . 5 < = (le‘𝑋)
3914ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑊 ∈ Proset )
4020ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐿 ∈ (𝑊Monot𝑋))
41 simpr 484 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑦𝐵)
423ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝑉 ∈ Proset )
4315ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → 𝐹𝐻𝐺)
445, 10, 11, 12, 13, 42, 39, 43, 41mgccole2 32964 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐹‘(𝐺𝑦)) 𝑦)
4510, 6, 12, 38, 39, 2, 40, 26, 41, 44ismntd 32957 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐿‘(𝐹‘(𝐺𝑦))) < (𝐿𝑦))
466, 38prstr 18370 . . . 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 1388 . . 3 (((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) ∧ 𝑦𝐵) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦))
4847ralrimiva 3152 . 2 ((𝜑 ∧ ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥))) → ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦))
491ad2antrr 725 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑋 ∈ Proset )
508ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐾:𝐴𝐶)
51 simpr 484 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥𝐴)
5250, 51ffvelcdmd 7119 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾𝑥) ∈ 𝐶)
5316ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐺:𝐵𝐴)
5424adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) → 𝐹:𝐴𝐵)
5554ffvelcdmda 7118 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐹𝑥) ∈ 𝐵)
5653, 55ffvelcdmd 7119 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐺‘(𝐹𝑥)) ∈ 𝐴)
5750, 56ffvelcdmd 7119 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) ∈ 𝐶)
5822ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐿:𝐵𝐶)
5958, 55ffvelcdmd 7119 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐿‘(𝐹𝑥)) ∈ 𝐶)
603ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑉 ∈ Proset )
614ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐾 ∈ (𝑉Monot𝑋))
6214ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑊 ∈ Proset )
6315ad2antrr 725 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝐹𝐻𝐺)
645, 10, 11, 12, 13, 60, 62, 63, 51mgccole1 32963 . . . . 5 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → 𝑥 (𝐺‘(𝐹𝑥)))
655, 6, 11, 38, 60, 49, 61, 51, 56, 64ismntd 32957 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾𝑥) < (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))))
6624ffvelcdmda 7118 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐴) → (𝐹𝑥) ∈ 𝐵)
67 2fveq3 6925 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝐹𝑥) → (𝐾‘(𝐺𝑦)) = (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))))
68 fveq2 6920 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝐹𝑥) → (𝐿𝑦) = (𝐿‘(𝐹𝑥)))
6967, 68breq12d 5179 . . . . . . . 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 3627 . . . . . 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 651 . . . 4 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾‘(𝐺‘(𝐹𝑥))) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))
746, 38prstr 18370 . . . 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 1388 . . 3 (((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) ∧ 𝑥𝐴) → (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))
7675ralrimiva 3152 . 2 ((𝜑 ∧ ∀𝑦𝐵 (𝐾‘(𝐺𝑦)) < (𝐿𝑦)) → ∀𝑥𝐴 (𝐾𝑥) < (𝐿‘(𝐹𝑥)))
7748, 76impbida 800 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 1537  wcel 2108  wral 3067   class class class wbr 5166  wf 6569  cfv 6573  (class class class)co 7448  Basecbs 17258  lecple 17318   Proset cproset 18363  Monotcmnt 32951  MGalConncmgc 32952
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-op 4655  df-uni 4932  df-br 5167  df-opab 5229  df-id 5593  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-fv 6581  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-map 8886  df-proset 18365  df-mnt 32953  df-mgc 32954
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