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Theorem ercgrg

Description: The shape congruence relation is an equivalence relation. Statement 4.4 of Schwabhauser p. 35. (Contributed by Thierry Arnoux, 9-Apr-2019)

Ref Expression
Hypothesis ercgrg.p ⊢ P = Base G
Assertion ercgrg ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → ∼ 𝒢 ⁡ G Er P ↑ 𝑝𝑚 ℝ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ercgrg.p ⊢ P = Base G
2 df-cgrg ⊢ ∼ 𝒢 = g ∈ V ⟼ a b | a ∈ Base g ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ b ∈ Base g ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ a = dom ⁡ b ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ a ∀ j ∈ dom ⁡ a a ⁡ i dist ⁡ g a ⁡ j = b ⁡ i dist ⁡ g b ⁡ j
3 2 relmptopab ⊢ Rel ⁡ ∼ 𝒢 ⁡ G
4 3 a1i ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → Rel ⁡ ∼ 𝒢 ⁡ G
5 eqid ⊢ dist ⁡ G = dist ⁡ G
6 eqid ⊢ ∼ 𝒢 ⁡ G = ∼ 𝒢 ⁡ G
7 1 5 6 iscgrg ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → x ∼ 𝒢 ⁡ G y ↔ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ x = dom ⁡ y ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
8 7 biimpa ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ x = dom ⁡ y ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
9 8 simpld ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ
10 9 ancomd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ
11 8 simprd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → dom ⁡ x = dom ⁡ y ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
12 11 simpld ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → dom ⁡ x = dom ⁡ y
13 12 eqcomd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → dom ⁡ y = dom ⁡ x
14 simpl ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y
15 simprl ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → i ∈ dom ⁡ y
16 12 adantr ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → dom ⁡ x = dom ⁡ y
17 15 16 eleqtrrd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → i ∈ dom ⁡ x
18 simprr ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → j ∈ dom ⁡ y
19 18 16 eleqtrrd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → j ∈ dom ⁡ x
20 11 simprd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
21 20 r19.21bi ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ x → ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
22 21 r19.21bi ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
23 14 17 19 22 syl21anc ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
24 23 eqcomd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
25 24 ralrimivva ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
26 13 25 jca ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → dom ⁡ y = dom ⁡ x ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
27 1 5 6 iscgrg ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → y ∼ 𝒢 ⁡ G x ↔ y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ y = dom ⁡ x ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
28 27 adantr ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → y ∼ 𝒢 ⁡ G x ↔ y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ y = dom ⁡ x ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
29 10 26 28 mpbir2and ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → y ∼ 𝒢 ⁡ G x
30 9 simpld ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y → x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ
31 30 adantrr ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ
32 1 5 6 iscgrg ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → y ∼ 𝒢 ⁡ G z ↔ y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ z ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ y = dom ⁡ z ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
33 32 biimpa ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ z ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ y = dom ⁡ z ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
34 33 adantrl ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ z ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ y = dom ⁡ z ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
35 34 simpld ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ z ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ
36 35 simprd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → z ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ
37 31 36 jca ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ z ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ
38 8 adantrr ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ y ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ x = dom ⁡ y ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
39 38 simprd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → dom ⁡ x = dom ⁡ y ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
40 39 simpld ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → dom ⁡ x = dom ⁡ y
41 34 simprd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → dom ⁡ y = dom ⁡ z ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
42 41 simpld ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → dom ⁡ y = dom ⁡ z
43 40 42 eqtrd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → dom ⁡ x = dom ⁡ z
44 39 simprd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
45 44 r19.21bi ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x → ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
46 45 r19.21bi ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
47 46 anasss ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j
48 simpl ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z
49 simprl ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → i ∈ dom ⁡ x
50 40 adantr ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → dom ⁡ x = dom ⁡ y
51 49 50 eleqtrd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → i ∈ dom ⁡ y
52 simprr ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → j ∈ dom ⁡ x
53 52 50 eleqtrd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → j ∈ dom ⁡ y
54 41 simprd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → ∀ i ∈ dom ⁡ y ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
55 54 r19.21bi ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ y → ∀ j ∈ dom ⁡ y y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
56 55 r19.21bi ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ y ∧ j ∈ dom ⁡ y → y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
57 48 51 53 56 syl21anc ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → y ⁡ i dist ⁡ G y ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
58 47 57 eqtrd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z ∧ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
59 58 ralrimivva ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
60 43 59 jca ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → dom ⁡ x = dom ⁡ z ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
61 1 5 6 iscgrg ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → x ∼ 𝒢 ⁡ G z ↔ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ z ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ x = dom ⁡ z ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
62 61 adantr ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → x ∼ 𝒢 ⁡ G z ↔ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ z ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ x = dom ⁡ z ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = z ⁡ i dist ⁡ G z ⁡ j
63 37 60 62 mpbir2and ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski ∧ x ∼ 𝒢 ⁡ G y ∧ y ∼ 𝒢 ⁡ G z → x ∼ 𝒢 ⁡ G z
64 pm4.24 ⊢ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ↔ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ
65 eqid ⊢ dom ⁡ x = dom ⁡ x
66 eqidd ⊢ i ∈ dom ⁡ x ∧ j ∈ dom ⁡ x → x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
67 66 rgen2 ⊢ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
68 65 67 pm3.2i ⊢ dom ⁡ x = dom ⁡ x ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
69 68 biantru ⊢ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ↔ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ x = dom ⁡ x ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
70 64 69 bitri ⊢ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ↔ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ x = dom ⁡ x ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
71 1 5 6 iscgrg ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → x ∼ 𝒢 ⁡ G x ↔ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ∧ dom ⁡ x = dom ⁡ x ∧ ∀ i ∈ dom ⁡ x ∀ j ∈ dom ⁡ x x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j = x ⁡ i dist ⁡ G x ⁡ j
72 70 71 bitr4id ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → x ∈ P ↑ 𝑝𝑚 ℝ ↔ x ∼ 𝒢 ⁡ G x
73 4 29 63 72 iserd ⊢ G ∈ 𝒢 Tarski → ∼ 𝒢 ⁡ G Er P ↑ 𝑝𝑚 ℝ