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Theorem fnwelem

Description: Lemma for fnwe . (Contributed by Mario Carneiro, 10-Mar-2013) (Revised by Mario Carneiro, 18-Nov-2014)

Ref Expression
Hypotheses fnwe.1 T = x y | x A y A F x R F y F x = F y x S y
fnwe.2 φ F : A B
fnwe.3 φ R We B
fnwe.4 φ S We A
fnwe.5 φ F w V
fnwelem.6 Q = u v | u B × A v B × A 1 st u R 1 st v 1 st u = 1 st v 2 nd u S 2 nd v
fnwelem.7 G = z A F z z
Assertion fnwelem φ T We A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fnwe.1 T = x y | x A y A F x R F y F x = F y x S y
2 fnwe.2 φ F : A B
3 fnwe.3 φ R We B
4 fnwe.4 φ S We A
5 fnwe.5 φ F w V
6 fnwelem.6 Q = u v | u B × A v B × A 1 st u R 1 st v 1 st u = 1 st v 2 nd u S 2 nd v
7 fnwelem.7 G = z A F z z
8 ffvelrn F : A B z A F z B
9 simpr F : A B z A z A
10 8 9 opelxpd F : A B z A F z z B × A
11 10 7 fmptd F : A B G : A B × A
12 frn G : A B × A ran G B × A
13 2 11 12 3syl φ ran G B × A
14 6 wexp R We B S We A Q We B × A
15 3 4 14 syl2anc φ Q We B × A
16 wess ran G B × A Q We B × A Q We ran G
17 13 15 16 sylc φ Q We ran G
18 fveq2 z = x F z = F x
19 id z = x z = x
20 18 19 opeq12d z = x F z z = F x x
21 opex F x x V
22 20 7 21 fvmpt x A G x = F x x
23 fveq2 z = y F z = F y
24 id z = y z = y
25 23 24 opeq12d z = y F z z = F y y
26 opex F y y V
27 25 7 26 fvmpt y A G y = F y y
28 22 27 eqeqan12d x A y A G x = G y F x x = F y y
29 fvex F x V
30 vex x V
31 29 30 opth F x x = F y y F x = F y x = y
32 31 simprbi F x x = F y y x = y
33 28 32 syl6bi x A y A G x = G y x = y
34 33 rgen2 x A y A G x = G y x = y
35 dff13 G : A 1-1 B × A G : A B × A x A y A G x = G y x = y
36 11 34 35 sylanblrc F : A B G : A 1-1 B × A
37 f1f1orn G : A 1-1 B × A G : A 1-1 onto ran G
38 f1ocnv G : A 1-1 onto ran G G -1 : ran G 1-1 onto A
39 2 36 37 38 4syl φ G -1 : ran G 1-1 onto A
40 eqid x y | x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y = x y | x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y
41 40 f1oiso2 G -1 : ran G 1-1 onto A G -1 Isom Q , x y | x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y ran G A
42 frel G : A B × A Rel G
43 dfrel2 Rel G G -1 -1 = G
44 42 43 sylib G : A B × A G -1 -1 = G
45 44 fveq1d G : A B × A G -1 -1 x = G x
46 44 fveq1d G : A B × A G -1 -1 y = G y
47 45 46 breq12d G : A B × A G -1 -1 x Q G -1 -1 y G x Q G y
48 11 47 syl F : A B G -1 -1 x Q G -1 -1 y G x Q G y
49 48 adantr F : A B x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y G x Q G y
50 22 27 breqan12d x A y A G x Q G y F x x Q F y y
51 50 adantl F : A B x A y A G x Q G y F x x Q F y y
52 eleq1 u = F x x u B × A F x x B × A
53 opelxp F x x B × A F x B x A
54 52 53 bitrdi u = F x x u B × A F x B x A
55 54 anbi1d u = F x x u B × A v B × A F x B x A v B × A
56 29 30 op1std u = F x x 1 st u = F x
57 56 breq1d u = F x x 1 st u R 1 st v F x R 1 st v
58 56 eqeq1d u = F x x 1 st u = 1 st v F x = 1 st v
59 29 30 op2ndd u = F x x 2 nd u = x
60 59 breq1d u = F x x 2 nd u S 2 nd v x S 2 nd v
61 58 60 anbi12d u = F x x 1 st u = 1 st v 2 nd u S 2 nd v F x = 1 st v x S 2 nd v
62 57 61 orbi12d u = F x x 1 st u R 1 st v 1 st u = 1 st v 2 nd u S 2 nd v F x R 1 st v F x = 1 st v x S 2 nd v
63 55 62 anbi12d u = F x x u B × A v B × A 1 st u R 1 st v 1 st u = 1 st v 2 nd u S 2 nd v F x B x A v B × A F x R 1 st v F x = 1 st v x S 2 nd v
64 eleq1 v = F y y v B × A F y y B × A
65 opelxp F y y B × A F y B y A
66 64 65 bitrdi v = F y y v B × A F y B y A
67 66 anbi2d v = F y y F x B x A v B × A F x B x A F y B y A
68 fvex F y V
69 vex y V
70 68 69 op1std v = F y y 1 st v = F y
71 70 breq2d v = F y y F x R 1 st v F x R F y
72 70 eqeq2d v = F y y F x = 1 st v F x = F y
73 68 69 op2ndd v = F y y 2 nd v = y
74 73 breq2d v = F y y x S 2 nd v x S y
75 72 74 anbi12d v = F y y F x = 1 st v x S 2 nd v F x = F y x S y
76 71 75 orbi12d v = F y y F x R 1 st v F x = 1 st v x S 2 nd v F x R F y F x = F y x S y
77 67 76 anbi12d v = F y y F x B x A v B × A F x R 1 st v F x = 1 st v x S 2 nd v F x B x A F y B y A F x R F y F x = F y x S y
78 21 26 63 77 6 brab F x x Q F y y F x B x A F y B y A F x R F y F x = F y x S y
79 ffvelrn F : A B x A F x B
80 simpr F : A B x A x A
81 79 80 jca F : A B x A F x B x A
82 ffvelrn F : A B y A F y B
83 simpr F : A B y A y A
84 82 83 jca F : A B y A F y B y A
85 81 84 anim12dan F : A B x A y A F x B x A F y B y A
86 85 biantrurd F : A B x A y A F x R F y F x = F y x S y F x B x A F y B y A F x R F y F x = F y x S y
87 78 86 bitr4id F : A B x A y A F x x Q F y y F x R F y F x = F y x S y
88 49 51 87 3bitrrd F : A B x A y A F x R F y F x = F y x S y G -1 -1 x Q G -1 -1 y
89 88 pm5.32da F : A B x A y A F x R F y F x = F y x S y x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y
90 89 opabbidv F : A B x y | x A y A F x R F y F x = F y x S y = x y | x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y
91 1 90 syl5eq F : A B T = x y | x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y
92 isoeq3 T = x y | x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y G -1 Isom Q , T ran G A G -1 Isom Q , x y | x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y ran G A
93 91 92 syl F : A B G -1 Isom Q , T ran G A G -1 Isom Q , x y | x A y A G -1 -1 x Q G -1 -1 y ran G A
94 41 93 syl5ibr F : A B G -1 : ran G 1-1 onto A G -1 Isom Q , T ran G A
95 2 39 94 sylc φ G -1 Isom Q , T ran G A
96 isocnv G -1 Isom Q , T ran G A G -1 -1 Isom T , Q A ran G
97 95 96 syl φ G -1 -1 Isom T , Q A ran G
98 imacnvcnv G -1 -1 w = G w
99 vex w V
100 xpexg F w V w V F w × w V
101 5 99 100 sylancl φ F w × w V
102 imadmres G dom G w = G w
103 dmres dom G w = w dom G
104 103 elin2 x dom G w x w x dom G
105 simprr φ x w x dom G x dom G
106 f1dm G : A 1-1 B × A dom G = A
107 2 36 106 3syl φ dom G = A
108 107 adantr φ x w x dom G dom G = A
109 105 108 eleqtrd φ x w x dom G x A
110 109 22 syl φ x w x dom G G x = F x x
111 2 ffnd φ F Fn A
112 111 adantr φ x w x dom G F Fn A
113 dmres dom F w = w dom F
114 inss2 w dom F dom F
115 112 fndmd φ x w x dom G dom F = A
116 114 115 sseqtrid φ x w x dom G w dom F A
117 113 116 eqsstrid φ x w x dom G dom F w A
118 simprl φ x w x dom G x w
119 109 115 eleqtrrd φ x w x dom G x dom F
120 113 elin2 x dom F w x w x dom F
121 118 119 120 sylanbrc φ x w x dom G x dom F w
122 fnfvima F Fn A dom F w A x dom F w F x F dom F w
123 112 117 121 122 syl3anc φ x w x dom G F x F dom F w
124 imadmres F dom F w = F w
125 123 124 eleqtrdi φ x w x dom G F x F w
126 125 118 opelxpd φ x w x dom G F x x F w × w
127 110 126 eqeltrd φ x w x dom G G x F w × w
128 104 127 sylan2b φ x dom G w G x F w × w
129 128 ralrimiva φ x dom G w G x F w × w
130 f1fun G : A 1-1 B × A Fun G
131 2 36 130 3syl φ Fun G
132 resss G w G
133 dmss G w G dom G w dom G
134 132 133 ax-mp dom G w dom G
135 funimass4 Fun G dom G w dom G G dom G w F w × w x dom G w G x F w × w
136 131 134 135 sylancl φ G dom G w F w × w x dom G w G x F w × w
137 129 136 mpbird φ G dom G w F w × w
138 102 137 eqsstrrid φ G w F w × w
139 101 138 ssexd φ G w V
140 98 139 eqeltrid φ G -1 -1 w V
141 140 alrimiv φ w G -1 -1 w V
142 isowe2 G -1 -1 Isom T , Q A ran G w G -1 -1 w V Q We ran G T We A
143 97 141 142 syl2anc φ Q We ran G T We A
144 17 143 mpd φ T We A