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

Theorem znleval 20223
Description: The ordering of the ℤ/n structure. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jun-2015.) (Revised by AV, 13-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
znle2.y 𝑌 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
znle2.f 𝐹 = ((ℤRHom‘𝑌) ↾ 𝑊)
znle2.w 𝑊 = if(𝑁 = 0, ℤ, (0..^𝑁))
znle2.l = (le‘𝑌)
znleval.x 𝑋 = (Base‘𝑌)
Assertion
Ref Expression
znleval (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐴 𝐵 ↔ (𝐴𝑋𝐵𝑋 ∧ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵))))

Proof of Theorem znleval
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 znle2.y . . . . . . 7 𝑌 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
2 znle2.f . . . . . . 7 𝐹 = ((ℤRHom‘𝑌) ↾ 𝑊)
3 znle2.w . . . . . . 7 𝑊 = if(𝑁 = 0, ℤ, (0..^𝑁))
4 znle2.l . . . . . . 7 = (le‘𝑌)
51, 2, 3, 4znle2 20222 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 = ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹))
6 relco 5853 . . . . . . . 8 Rel ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹)
7 relssdmrn 5876 . . . . . . . 8 (Rel ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) → ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ (dom ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) × ran ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹)))
86, 7ax-mp 5 . . . . . . 7 ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ (dom ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) × ran ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹))
9 dmcoss 5590 . . . . . . . . 9 dom ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ dom 𝐹
10 df-rn 5324 . . . . . . . . . 10 ran 𝐹 = dom 𝐹
11 znleval.x . . . . . . . . . . . 12 𝑋 = (Base‘𝑌)
121, 11, 2, 3znf1o 20220 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0𝐹:𝑊1-1-onto𝑋)
13 f1ofo 6364 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:𝑊1-1-onto𝑋𝐹:𝑊onto𝑋)
14 forn 6335 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:𝑊onto𝑋 → ran 𝐹 = 𝑋)
1512, 13, 143syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝑁 ∈ ℕ0 → ran 𝐹 = 𝑋)
1610, 15syl5eqr 2848 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → dom 𝐹 = 𝑋)
179, 16syl5sseq 3850 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → dom ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ 𝑋)
18 rncoss 5591 . . . . . . . . 9 ran ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ ran (𝐹 ∘ ≤ )
19 rncoss 5591 . . . . . . . . . 10 ran (𝐹 ∘ ≤ ) ⊆ ran 𝐹
2019, 15syl5sseq 3850 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → ran (𝐹 ∘ ≤ ) ⊆ 𝑋)
2118, 20syl5ss 3810 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0 → ran ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ 𝑋)
22 xpss12 5328 . . . . . . . 8 ((dom ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ 𝑋 ∧ ran ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ 𝑋) → (dom ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) × ran ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹)) ⊆ (𝑋 × 𝑋))
2317, 21, 22syl2anc 580 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0 → (dom ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) × ran ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹)) ⊆ (𝑋 × 𝑋))
248, 23syl5ss 3810 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ0 → ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹) ⊆ (𝑋 × 𝑋))
255, 24eqsstrd 3836 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 ⊆ (𝑋 × 𝑋))
2625ssbrd 4887 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐴 𝐵𝐴(𝑋 × 𝑋)𝐵))
27 brxp 5359 . . . 4 (𝐴(𝑋 × 𝑋)𝐵 ↔ (𝐴𝑋𝐵𝑋))
2826, 27syl6ib 243 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐴 𝐵 → (𝐴𝑋𝐵𝑋)))
2928pm4.71rd 559 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐴 𝐵 ↔ ((𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝐴 𝐵)))
305adantr 473 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → = ((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹))
3130breqd 4855 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (𝐴 𝐵𝐴((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹)𝐵))
32 brcog 5493 . . . . . . 7 ((𝐴𝑋𝐵𝑋) → (𝐴((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹)𝐵 ↔ ∃𝑥(𝐴𝐹𝑥𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵)))
3332adantl 474 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (𝐴((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹)𝐵 ↔ ∃𝑥(𝐴𝐹𝑥𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵)))
34 eqcom 2807 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐹𝐴) ↔ (𝐹𝐴) = 𝑥)
3512adantr 473 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → 𝐹:𝑊1-1-onto𝑋)
36 f1ocnv 6369 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:𝑊1-1-onto𝑋𝐹:𝑋1-1-onto𝑊)
37 f1ofn 6358 . . . . . . . . . . 11 (𝐹:𝑋1-1-onto𝑊𝐹 Fn 𝑋)
3835, 36, 373syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → 𝐹 Fn 𝑋)
39 simprl 788 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → 𝐴𝑋)
40 fnbrfvb 6461 . . . . . . . . . 10 ((𝐹 Fn 𝑋𝐴𝑋) → ((𝐹𝐴) = 𝑥𝐴𝐹𝑥))
4138, 39, 40syl2anc 580 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → ((𝐹𝐴) = 𝑥𝐴𝐹𝑥))
4234, 41syl5rbb 276 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (𝐴𝐹𝑥𝑥 = (𝐹𝐴)))
4342anbi1d 624 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → ((𝐴𝐹𝑥𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵) ↔ (𝑥 = (𝐹𝐴) ∧ 𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵)))
4443exbidv 2017 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (∃𝑥(𝐴𝐹𝑥𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵) ↔ ∃𝑥(𝑥 = (𝐹𝐴) ∧ 𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵)))
4533, 44bitrd 271 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (𝐴((𝐹 ∘ ≤ ) ∘ 𝐹)𝐵 ↔ ∃𝑥(𝑥 = (𝐹𝐴) ∧ 𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵)))
46 fvex 6425 . . . . . . 7 (𝐹𝐴) ∈ V
47 breq1 4847 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝐹𝐴) → (𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵 ↔ (𝐹𝐴)(𝐹 ∘ ≤ )𝐵))
4846, 47ceqsexv 3431 . . . . . 6 (∃𝑥(𝑥 = (𝐹𝐴) ∧ 𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵) ↔ (𝐹𝐴)(𝐹 ∘ ≤ )𝐵)
49 simprr 790 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → 𝐵𝑋)
50 brcog 5493 . . . . . . . 8 (((𝐹𝐴) ∈ V ∧ 𝐵𝑋) → ((𝐹𝐴)(𝐹 ∘ ≤ )𝐵 ↔ ∃𝑥((𝐹𝐴) ≤ 𝑥𝑥𝐹𝐵)))
5146, 49, 50sylancr 582 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → ((𝐹𝐴)(𝐹 ∘ ≤ )𝐵 ↔ ∃𝑥((𝐹𝐴) ≤ 𝑥𝑥𝐹𝐵)))
52 fvex 6425 . . . . . . . . 9 (𝐹𝐵) ∈ V
53 breq2 4848 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐹𝐵) → ((𝐹𝐴) ≤ 𝑥 ↔ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵)))
5452, 53ceqsexv 3431 . . . . . . . 8 (∃𝑥(𝑥 = (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≤ 𝑥) ↔ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵))
55 eqcom 2807 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝐹𝐵) ↔ (𝐹𝐵) = 𝑥)
56 fnbrfvb 6461 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐹 Fn 𝑋𝐵𝑋) → ((𝐹𝐵) = 𝑥𝐵𝐹𝑥))
5738, 49, 56syl2anc 580 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → ((𝐹𝐵) = 𝑥𝐵𝐹𝑥))
5855, 57syl5bb 275 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (𝑥 = (𝐹𝐵) ↔ 𝐵𝐹𝑥))
59 vex 3389 . . . . . . . . . . . . 13 𝑥 ∈ V
60 brcnvg 5506 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐵𝑋𝑥 ∈ V) → (𝐵𝐹𝑥𝑥𝐹𝐵))
6149, 59, 60sylancl 581 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (𝐵𝐹𝑥𝑥𝐹𝐵))
6258, 61bitrd 271 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (𝑥 = (𝐹𝐵) ↔ 𝑥𝐹𝐵))
6362anbi1d 624 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → ((𝑥 = (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≤ 𝑥) ↔ (𝑥𝐹𝐵 ∧ (𝐹𝐴) ≤ 𝑥)))
64 ancom 453 . . . . . . . . . 10 (((𝐹𝐴) ≤ 𝑥𝑥𝐹𝐵) ↔ (𝑥𝐹𝐵 ∧ (𝐹𝐴) ≤ 𝑥))
6563, 64syl6bbr 281 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → ((𝑥 = (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≤ 𝑥) ↔ ((𝐹𝐴) ≤ 𝑥𝑥𝐹𝐵)))
6665exbidv 2017 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (∃𝑥(𝑥 = (𝐹𝐵) ∧ (𝐹𝐴) ≤ 𝑥) ↔ ∃𝑥((𝐹𝐴) ≤ 𝑥𝑥𝐹𝐵)))
6754, 66syl5bbr 277 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → ((𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵) ↔ ∃𝑥((𝐹𝐴) ≤ 𝑥𝑥𝐹𝐵)))
6851, 67bitr4d 274 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → ((𝐹𝐴)(𝐹 ∘ ≤ )𝐵 ↔ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵)))
6948, 68syl5bb 275 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (∃𝑥(𝑥 = (𝐹𝐴) ∧ 𝑥(𝐹 ∘ ≤ )𝐵) ↔ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵)))
7031, 45, 693bitrd 297 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝐴𝑋𝐵𝑋)) → (𝐴 𝐵 ↔ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵)))
7170pm5.32da 575 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝐴 𝐵) ↔ ((𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵))))
72 df-3an 1110 . . 3 ((𝐴𝑋𝐵𝑋 ∧ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵)) ↔ ((𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵)))
7371, 72syl6bbr 281 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0 → (((𝐴𝑋𝐵𝑋) ∧ 𝐴 𝐵) ↔ (𝐴𝑋𝐵𝑋 ∧ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵))))
7429, 73bitrd 271 1 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝐴 𝐵 ↔ (𝐴𝑋𝐵𝑋 ∧ (𝐹𝐴) ≤ (𝐹𝐵))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 198  wa 385  w3a 1108   = wceq 1653  wex 1875  wcel 2157  Vcvv 3386  wss 3770  ifcif 4278   class class class wbr 4844   × cxp 5311  ccnv 5312  dom cdm 5313  ran crn 5314  cres 5315  ccom 5317  Rel wrel 5318   Fn wfn 6097  ontowfo 6100  1-1-ontowf1o 6101  cfv 6102  (class class class)co 6879  0cc0 10225  cle 10365  0cn0 11579  cz 11665  ..^cfzo 12719  Basecbs 16183  lecple 16273  ℤRHomczrh 20169  ℤ/nczn 20172
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2378  ax-ext 2778  ax-rep 4965  ax-sep 4976  ax-nul 4984  ax-pow 5036  ax-pr 5098  ax-un 7184  ax-inf2 8789  ax-cnex 10281  ax-resscn 10282  ax-1cn 10283  ax-icn 10284  ax-addcl 10285  ax-addrcl 10286  ax-mulcl 10287  ax-mulrcl 10288  ax-mulcom 10289  ax-addass 10290  ax-mulass 10291  ax-distr 10292  ax-i2m1 10293  ax-1ne0 10294  ax-1rid 10295  ax-rnegex 10296  ax-rrecex 10297  ax-cnre 10298  ax-pre-lttri 10299  ax-pre-lttrn 10300  ax-pre-ltadd 10301  ax-pre-mulgt0 10302  ax-pre-sup 10303  ax-addf 10304  ax-mulf 10305
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2592  df-eu 2610  df-clab 2787  df-cleq 2793  df-clel 2796  df-nfc 2931  df-ne 2973  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rmo 3098  df-rab 3099  df-v 3388  df-sbc 3635  df-csb 3730  df-dif 3773  df-un 3775  df-in 3777  df-ss 3784  df-pss 3786  df-nul 4117  df-if 4279  df-pw 4352  df-sn 4370  df-pr 4372  df-tp 4374  df-op 4376  df-uni 4630  df-int 4669  df-iun 4713  df-br 4845  df-opab 4907  df-mpt 4924  df-tr 4947  df-id 5221  df-eprel 5226  df-po 5234  df-so 5235  df-fr 5272  df-we 5274  df-xp 5319  df-rel 5320  df-cnv 5321  df-co 5322  df-dm 5323  df-rn 5324  df-res 5325  df-ima 5326  df-pred 5899  df-ord 5945  df-on 5946  df-lim 5947  df-suc 5948  df-iota 6065  df-fun 6104  df-fn 6105  df-f 6106  df-f1 6107  df-fo 6108  df-f1o 6109  df-fv 6110  df-riota 6840  df-ov 6882  df-oprab 6883  df-mpt2 6884  df-om 7301  df-1st 7402  df-2nd 7403  df-tpos 7591  df-wrecs 7646  df-recs 7708  df-rdg 7746  df-1o 7800  df-oadd 7804  df-er 7983  df-ec 7985  df-qs 7989  df-map 8098  df-en 8197  df-dom 8198  df-sdom 8199  df-fin 8200  df-sup 8591  df-inf 8592  df-pnf 10366  df-mnf 10367  df-xr 10368  df-ltxr 10369  df-le 10370  df-sub 10559  df-neg 10560  df-div 10978  df-nn 11314  df-2 11375  df-3 11376  df-4 11377  df-5 11378  df-6 11379  df-7 11380  df-8 11381  df-9 11382  df-n0 11580  df-z 11666  df-dec 11783  df-uz 11930  df-rp 12074  df-fz 12580  df-fzo 12720  df-fl 12847  df-mod 12923  df-seq 13055  df-dvds 15319  df-struct 16185  df-ndx 16186  df-slot 16187  df-base 16189  df-sets 16190  df-ress 16191  df-plusg 16279  df-mulr 16280  df-starv 16281  df-sca 16282  df-vsca 16283  df-ip 16284  df-tset 16285  df-ple 16286  df-ds 16288  df-unif 16289  df-0g 16416  df-imas 16482  df-qus 16483  df-mgm 17556  df-sgrp 17598  df-mnd 17609  df-mhm 17649  df-grp 17740  df-minusg 17741  df-sbg 17742  df-mulg 17856  df-subg 17903  df-nsg 17904  df-eqg 17905  df-ghm 17970  df-cmn 18509  df-abl 18510  df-mgp 18805  df-ur 18817  df-ring 18864  df-cring 18865  df-oppr 18938  df-dvdsr 18956  df-rnghom 19032  df-subrg 19095  df-lmod 19182  df-lss 19250  df-lsp 19292  df-sra 19494  df-rgmod 19495  df-lidl 19496  df-rsp 19497  df-2idl 19554  df-cnfld 20068  df-zring 20140  df-zrh 20173  df-zn 20176
This theorem is referenced by:  znleval2  20224
  Copyright terms: Public domain W3C validator