MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  supisolem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem supisolem 8925
Description: Lemma for supiso 8927. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Dec-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
supiso.1 (𝜑𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵))
supiso.2 (𝜑𝐶𝐴)
Assertion
Ref Expression
supisolem ((𝜑𝐷𝐴) → ((∀𝑦𝐶 ¬ 𝐷𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦𝐴 (𝑦𝑅𝐷 → ∃𝑧𝐶 𝑦𝑅𝑧)) ↔ (∀𝑤 ∈ (𝐹𝐶) ¬ (𝐹𝐷)𝑆𝑤 ∧ ∀𝑤𝐵 (𝑤𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)𝑤𝑆𝑣))))
Distinct variable groups:   𝑤,𝑣,𝑦,𝑧,𝐴   𝑣,𝐶,𝑤,𝑦,𝑧   𝑤,𝐷,𝑦,𝑧   𝜑,𝑤   𝑣,𝐹,𝑤,𝑦,𝑧   𝑤,𝑅,𝑦,𝑧   𝑣,𝑆,𝑤,𝑦,𝑧   𝑣,𝐵,𝑤,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦,𝑧,𝑣)   𝐷(𝑣)   𝑅(𝑣)

Proof of Theorem supisolem
StepHypRef Expression
1 supiso.1 . . 3 (𝜑𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵))
2 supiso.2 . . 3 (𝜑𝐶𝐴)
31, 2jca 515 . 2 (𝜑 → (𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴))
4 simpll 766 . . . . . . . 8 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → 𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵))
54adantr 484 . . . . . . 7 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐶) → 𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵))
6 simplr 768 . . . . . . 7 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐶) → 𝐷𝐴)
7 simplr 768 . . . . . . . 8 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → 𝐶𝐴)
87sselda 3918 . . . . . . 7 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐶) → 𝑦𝐴)
9 isorel 7062 . . . . . . 7 ((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ (𝐷𝐴𝑦𝐴)) → (𝐷𝑅𝑦 ↔ (𝐹𝐷)𝑆(𝐹𝑦)))
105, 6, 8, 9syl12anc 835 . . . . . 6 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐶) → (𝐷𝑅𝑦 ↔ (𝐹𝐷)𝑆(𝐹𝑦)))
1110notbid 321 . . . . 5 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐶) → (¬ 𝐷𝑅𝑦 ↔ ¬ (𝐹𝐷)𝑆(𝐹𝑦)))
1211ralbidva 3164 . . . 4 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → (∀𝑦𝐶 ¬ 𝐷𝑅𝑦 ↔ ∀𝑦𝐶 ¬ (𝐹𝐷)𝑆(𝐹𝑦)))
13 isof1o 7059 . . . . . . 7 (𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) → 𝐹:𝐴1-1-onto𝐵)
144, 13syl 17 . . . . . 6 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → 𝐹:𝐴1-1-onto𝐵)
15 f1ofn 6595 . . . . . 6 (𝐹:𝐴1-1-onto𝐵𝐹 Fn 𝐴)
1614, 15syl 17 . . . . 5 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → 𝐹 Fn 𝐴)
17 breq2 5037 . . . . . . 7 (𝑤 = (𝐹𝑦) → ((𝐹𝐷)𝑆𝑤 ↔ (𝐹𝐷)𝑆(𝐹𝑦)))
1817notbid 321 . . . . . 6 (𝑤 = (𝐹𝑦) → (¬ (𝐹𝐷)𝑆𝑤 ↔ ¬ (𝐹𝐷)𝑆(𝐹𝑦)))
1918ralima 6982 . . . . 5 ((𝐹 Fn 𝐴𝐶𝐴) → (∀𝑤 ∈ (𝐹𝐶) ¬ (𝐹𝐷)𝑆𝑤 ↔ ∀𝑦𝐶 ¬ (𝐹𝐷)𝑆(𝐹𝑦)))
2016, 7, 19syl2anc 587 . . . 4 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → (∀𝑤 ∈ (𝐹𝐶) ¬ (𝐹𝐷)𝑆𝑤 ↔ ∀𝑦𝐶 ¬ (𝐹𝐷)𝑆(𝐹𝑦)))
2112, 20bitr4d 285 . . 3 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → (∀𝑦𝐶 ¬ 𝐷𝑅𝑦 ↔ ∀𝑤 ∈ (𝐹𝐶) ¬ (𝐹𝐷)𝑆𝑤))
224adantr 484 . . . . . . 7 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → 𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵))
23 simpr 488 . . . . . . 7 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → 𝑦𝐴)
24 simplr 768 . . . . . . 7 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → 𝐷𝐴)
25 isorel 7062 . . . . . . 7 ((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ (𝑦𝐴𝐷𝐴)) → (𝑦𝑅𝐷 ↔ (𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝐷)))
2622, 23, 24, 25syl12anc 835 . . . . . 6 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (𝑦𝑅𝐷 ↔ (𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝐷)))
2722adantr 484 . . . . . . . . 9 (((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑧𝐶) → 𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵))
28 simplr 768 . . . . . . . . 9 (((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑧𝐶) → 𝑦𝐴)
297adantr 484 . . . . . . . . . 10 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → 𝐶𝐴)
3029sselda 3918 . . . . . . . . 9 (((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑧𝐶) → 𝑧𝐴)
31 isorel 7062 . . . . . . . . 9 ((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ (𝑦𝐴𝑧𝐴)) → (𝑦𝑅𝑧 ↔ (𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝑧)))
3227, 28, 30, 31syl12anc 835 . . . . . . . 8 (((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) ∧ 𝑧𝐶) → (𝑦𝑅𝑧 ↔ (𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝑧)))
3332rexbidva 3258 . . . . . . 7 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (∃𝑧𝐶 𝑦𝑅𝑧 ↔ ∃𝑧𝐶 (𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝑧)))
3416adantr 484 . . . . . . . 8 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → 𝐹 Fn 𝐴)
35 breq2 5037 . . . . . . . . 9 (𝑣 = (𝐹𝑧) → ((𝐹𝑦)𝑆𝑣 ↔ (𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝑧)))
3635rexima 6981 . . . . . . . 8 ((𝐹 Fn 𝐴𝐶𝐴) → (∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣 ↔ ∃𝑧𝐶 (𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝑧)))
3734, 29, 36syl2anc 587 . . . . . . 7 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣 ↔ ∃𝑧𝐶 (𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝑧)))
3833, 37bitr4d 285 . . . . . 6 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → (∃𝑧𝐶 𝑦𝑅𝑧 ↔ ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣))
3926, 38imbi12d 348 . . . . 5 ((((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) ∧ 𝑦𝐴) → ((𝑦𝑅𝐷 → ∃𝑧𝐶 𝑦𝑅𝑧) ↔ ((𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣)))
4039ralbidva 3164 . . . 4 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → (∀𝑦𝐴 (𝑦𝑅𝐷 → ∃𝑧𝐶 𝑦𝑅𝑧) ↔ ∀𝑦𝐴 ((𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣)))
41 f1ofo 6601 . . . . 5 (𝐹:𝐴1-1-onto𝐵𝐹:𝐴onto𝐵)
42 breq1 5036 . . . . . . 7 ((𝐹𝑦) = 𝑤 → ((𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝐷) ↔ 𝑤𝑆(𝐹𝐷)))
43 breq1 5036 . . . . . . . 8 ((𝐹𝑦) = 𝑤 → ((𝐹𝑦)𝑆𝑣𝑤𝑆𝑣))
4443rexbidv 3259 . . . . . . 7 ((𝐹𝑦) = 𝑤 → (∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣 ↔ ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)𝑤𝑆𝑣))
4542, 44imbi12d 348 . . . . . 6 ((𝐹𝑦) = 𝑤 → (((𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣) ↔ (𝑤𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)𝑤𝑆𝑣)))
4645cbvfo 7027 . . . . 5 (𝐹:𝐴onto𝐵 → (∀𝑦𝐴 ((𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣) ↔ ∀𝑤𝐵 (𝑤𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)𝑤𝑆𝑣)))
4714, 41, 463syl 18 . . . 4 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → (∀𝑦𝐴 ((𝐹𝑦)𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)(𝐹𝑦)𝑆𝑣) ↔ ∀𝑤𝐵 (𝑤𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)𝑤𝑆𝑣)))
4840, 47bitrd 282 . . 3 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → (∀𝑦𝐴 (𝑦𝑅𝐷 → ∃𝑧𝐶 𝑦𝑅𝑧) ↔ ∀𝑤𝐵 (𝑤𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)𝑤𝑆𝑣)))
4921, 48anbi12d 633 . 2 (((𝐹 Isom 𝑅, 𝑆 (𝐴, 𝐵) ∧ 𝐶𝐴) ∧ 𝐷𝐴) → ((∀𝑦𝐶 ¬ 𝐷𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦𝐴 (𝑦𝑅𝐷 → ∃𝑧𝐶 𝑦𝑅𝑧)) ↔ (∀𝑤 ∈ (𝐹𝐶) ¬ (𝐹𝐷)𝑆𝑤 ∧ ∀𝑤𝐵 (𝑤𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)𝑤𝑆𝑣))))
503, 49sylan 583 1 ((𝜑𝐷𝐴) → ((∀𝑦𝐶 ¬ 𝐷𝑅𝑦 ∧ ∀𝑦𝐴 (𝑦𝑅𝐷 → ∃𝑧𝐶 𝑦𝑅𝑧)) ↔ (∀𝑤 ∈ (𝐹𝐶) ¬ (𝐹𝐷)𝑆𝑤 ∧ ∀𝑤𝐵 (𝑤𝑆(𝐹𝐷) → ∃𝑣 ∈ (𝐹𝐶)𝑤𝑆𝑣))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 209  wa 399   = wceq 1538  wcel 2112  wral 3109  wrex 3110  wss 3884   class class class wbr 5033  cima 5526   Fn wfn 6323  ontowfo 6326  1-1-ontowf1o 6327  cfv 6328   Isom wiso 6329
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 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2114  ax-9 2122  ax-10 2143  ax-11 2159  ax-12 2176  ax-ext 2773  ax-sep 5170  ax-nul 5177  ax-pr 5298
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2070  df-mo 2601  df-eu 2632  df-clab 2780  df-cleq 2794  df-clel 2873  df-nfc 2941  df-ral 3114  df-rex 3115  df-v 3446  df-sbc 3724  df-dif 3887  df-un 3889  df-in 3891  df-ss 3901  df-nul 4247  df-if 4429  df-sn 4529  df-pr 4531  df-op 4535  df-uni 4804  df-br 5034  df-opab 5096  df-mpt 5114  df-id 5428  df-xp 5529  df-rel 5530  df-cnv 5531  df-co 5532  df-dm 5533  df-rn 5534  df-res 5535  df-ima 5536  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-isom 6337
This theorem is referenced by:  supisoex  8926  supiso  8927
  Copyright terms: Public domain W3C validator