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Theorem fpwwe2lem8

Description: Lemma for fpwwe2 . Given two well-orders <. X , R >. and <. Y , S >. of parts of A , one is an initial segment of the other. (The O C_ P hypothesis is in order to break the symmetry of X and Y .) (Contributed by Mario Carneiro, 15-May-2015) (Proof shortened by Peter Mazsa, 23-Sep-2022) (Revised by AV, 20-Jul-2024)

Ref Expression
Hypotheses fpwwe2.1 ⊢ W = x r | x ⊆ A ∧ r ⊆ x × x ∧ r We x ∧ ∀ y ∈ x [˙ r -1 y / u]˙ u F r ∩ u × u = y
fpwwe2.2 ⊢ φ → A ∈ V
fpwwe2.3 ⊢ φ ∧ x ⊆ A ∧ r ⊆ x × x ∧ r We x → x F r ∈ A
fpwwe2lem8.x ⊢ φ → X W R
fpwwe2lem8.y ⊢ φ → Y W S
fpwwe2lem8.m ⊢ M = OrdIso R X
fpwwe2lem8.n ⊢ N = OrdIso S Y
fpwwe2lem8.s ⊢ φ → dom ⁡ M ⊆ dom ⁡ N
Assertion fpwwe2lem8 ⊢ φ → X ⊆ Y ∧ R = S ∩ Y × X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 fpwwe2.1 ⊢ W = x r | x ⊆ A ∧ r ⊆ x × x ∧ r We x ∧ ∀ y ∈ x [˙ r -1 y / u]˙ u F r ∩ u × u = y
2 fpwwe2.2 ⊢ φ → A ∈ V
3 fpwwe2.3 ⊢ φ ∧ x ⊆ A ∧ r ⊆ x × x ∧ r We x → x F r ∈ A
4 fpwwe2lem8.x ⊢ φ → X W R
5 fpwwe2lem8.y ⊢ φ → Y W S
6 fpwwe2lem8.m ⊢ M = OrdIso R X
7 fpwwe2lem8.n ⊢ N = OrdIso S Y
8 fpwwe2lem8.s ⊢ φ → dom ⁡ M ⊆ dom ⁡ N
9 1 relopabiv ⊢ Rel ⁡ W
10 9 brrelex1i ⊢ X W R → X ∈ V
11 4 10 syl ⊢ φ → X ∈ V
12 1 2 fpwwe2lem2 ⊢ φ → X W R ↔ X ⊆ A ∧ R ⊆ X × X ∧ R We X ∧ ∀ y ∈ X [˙ R -1 y / u]˙ u F R ∩ u × u = y
13 4 12 mpbid ⊢ φ → X ⊆ A ∧ R ⊆ X × X ∧ R We X ∧ ∀ y ∈ X [˙ R -1 y / u]˙ u F R ∩ u × u = y
14 13 simprld ⊢ φ → R We X
15 6 oiiso ⊢ X ∈ V ∧ R We X → M Isom E , R dom ⁡ M X
16 11 14 15 syl2anc ⊢ φ → M Isom E , R dom ⁡ M X
17 isof1o ⊢ M Isom E , R dom ⁡ M X → M : dom ⁡ M ⟶ 1-1 onto X
18 f1ofo ⊢ M : dom ⁡ M ⟶ 1-1 onto X → M : dom ⁡ M ⟶ onto X
19 forn ⊢ M : dom ⁡ M ⟶ onto X → ran ⁡ M = X
20 16 17 18 19 4syl ⊢ φ → ran ⁡ M = X
21 1 2 3 4 5 6 7 8 fpwwe2lem7 ⊢ φ → M = N ↾ dom ⁡ M
22 21 rneqd ⊢ φ → ran ⁡ M = ran ⁡ N ↾ dom ⁡ M
23 20 22 eqtr3d ⊢ φ → X = ran ⁡ N ↾ dom ⁡ M
24 df-ima ⊢ N dom ⁡ M = ran ⁡ N ↾ dom ⁡ M
25 23 24 eqtr4di ⊢ φ → X = N dom ⁡ M
26 imassrn ⊢ N dom ⁡ M ⊆ ran ⁡ N
27 9 brrelex1i ⊢ Y W S → Y ∈ V
28 5 27 syl ⊢ φ → Y ∈ V
29 1 2 fpwwe2lem2 ⊢ φ → Y W S ↔ Y ⊆ A ∧ S ⊆ Y × Y ∧ S We Y ∧ ∀ y ∈ Y [˙ S -1 y / u]˙ u F S ∩ u × u = y
30 5 29 mpbid ⊢ φ → Y ⊆ A ∧ S ⊆ Y × Y ∧ S We Y ∧ ∀ y ∈ Y [˙ S -1 y / u]˙ u F S ∩ u × u = y
31 30 simprld ⊢ φ → S We Y
32 7 oiiso ⊢ Y ∈ V ∧ S We Y → N Isom E , S dom ⁡ N Y
33 28 31 32 syl2anc ⊢ φ → N Isom E , S dom ⁡ N Y
34 isof1o ⊢ N Isom E , S dom ⁡ N Y → N : dom ⁡ N ⟶ 1-1 onto Y
35 f1ofo ⊢ N : dom ⁡ N ⟶ 1-1 onto Y → N : dom ⁡ N ⟶ onto Y
36 forn ⊢ N : dom ⁡ N ⟶ onto Y → ran ⁡ N = Y
37 33 34 35 36 4syl ⊢ φ → ran ⁡ N = Y
38 26 37 sseqtrid ⊢ φ → N dom ⁡ M ⊆ Y
39 25 38 eqsstrd ⊢ φ → X ⊆ Y
40 13 simplrd ⊢ φ → R ⊆ X × X
41 relxp ⊢ Rel ⁡ X × X
42 relss ⊢ R ⊆ X × X → Rel ⁡ X × X → Rel ⁡ R
43 40 41 42 mpisyl ⊢ φ → Rel ⁡ R
44 relinxp ⊢ Rel ⁡ S ∩ Y × X
45 43 44 jctir ⊢ φ → Rel ⁡ R ∧ Rel ⁡ S ∩ Y × X
46 40 ssbrd ⊢ φ → x R y → x X × X y
47 brxp ⊢ x X × X y ↔ x ∈ X ∧ y ∈ X
48 46 47 imbitrdi ⊢ φ → x R y → x ∈ X ∧ y ∈ X
49 brinxp2 ⊢ x S ∩ Y × X y ↔ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y
50 isocnv ⊢ N Isom E , S dom ⁡ N Y → N -1 Isom S , E Y dom ⁡ N
51 33 50 syl ⊢ φ → N -1 Isom S , E Y dom ⁡ N
52 51 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → N -1 Isom S , E Y dom ⁡ N
53 isof1o ⊢ N -1 Isom S , E Y dom ⁡ N → N -1 : Y ⟶ 1-1 onto dom ⁡ N
54 f1ofn ⊢ N -1 : Y ⟶ 1-1 onto dom ⁡ N → N -1 Fn Y
55 52 53 54 3syl ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → N -1 Fn Y
56 simprll ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → x ∈ Y
57 simprr ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → x S y
58 39 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → X ⊆ Y
59 simprlr ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → y ∈ X
60 58 59 sseldd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → y ∈ Y
61 isorel ⊢ N -1 Isom S , E Y dom ⁡ N ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ Y → x S y ↔ N -1 ⁡ x E N -1 ⁡ y
62 52 56 60 61 syl12anc ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → x S y ↔ N -1 ⁡ x E N -1 ⁡ y
63 57 62 mpbid ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → N -1 ⁡ x E N -1 ⁡ y
64 fvex ⊢ N -1 ⁡ y ∈ V
65 64 epeli ⊢ N -1 ⁡ x E N -1 ⁡ y ↔ N -1 ⁡ x ∈ N -1 ⁡ y
66 63 65 sylib ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → N -1 ⁡ x ∈ N -1 ⁡ y
67 21 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → M = N ↾ dom ⁡ M
68 67 cnveqd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → M -1 = N ↾ dom ⁡ M -1
69 fnfun ⊢ N -1 Fn Y → Fun ⁡ N -1
70 funcnvres ⊢ Fun ⁡ N -1 → N ↾ dom ⁡ M -1 = N -1 ↾ N dom ⁡ M
71 55 69 70 3syl ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → N ↾ dom ⁡ M -1 = N -1 ↾ N dom ⁡ M
72 68 71 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → M -1 = N -1 ↾ N dom ⁡ M
73 72 fveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → M -1 ⁡ y = N -1 ↾ N dom ⁡ M ⁡ y
74 25 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → X = N dom ⁡ M
75 59 74 eleqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → y ∈ N dom ⁡ M
76 75 fvresd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → N -1 ↾ N dom ⁡ M ⁡ y = N -1 ⁡ y
77 73 76 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → M -1 ⁡ y = N -1 ⁡ y
78 isocnv ⊢ M Isom E , R dom ⁡ M X → M -1 Isom R , E X dom ⁡ M
79 isof1o ⊢ M -1 Isom R , E X dom ⁡ M → M -1 : X ⟶ 1-1 onto dom ⁡ M
80 f1of ⊢ M -1 : X ⟶ 1-1 onto dom ⁡ M → M -1 : X ⟶ dom ⁡ M
81 16 78 79 80 4syl ⊢ φ → M -1 : X ⟶ dom ⁡ M
82 81 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → M -1 : X ⟶ dom ⁡ M
83 82 59 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → M -1 ⁡ y ∈ dom ⁡ M
84 77 83 eqeltrrd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → N -1 ⁡ y ∈ dom ⁡ M
85 6 oicl ⊢ Ord ⁡ dom ⁡ M
86 ordtr1 ⊢ Ord ⁡ dom ⁡ M → N -1 ⁡ x ∈ N -1 ⁡ y ∧ N -1 ⁡ y ∈ dom ⁡ M → N -1 ⁡ x ∈ dom ⁡ M
87 85 86 ax-mp ⊢ N -1 ⁡ x ∈ N -1 ⁡ y ∧ N -1 ⁡ y ∈ dom ⁡ M → N -1 ⁡ x ∈ dom ⁡ M
88 66 84 87 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → N -1 ⁡ x ∈ dom ⁡ M
89 55 56 88 elpreimad ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → x ∈ N -1 -1 dom ⁡ M
90 imacnvcnv ⊢ N -1 -1 dom ⁡ M = N dom ⁡ M
91 74 90 eqtr4di ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → X = N -1 -1 dom ⁡ M
92 89 91 eleqtrrd ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → x ∈ X
93 92 59 jca ⊢ φ ∧ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → x ∈ X ∧ y ∈ X
94 93 ex ⊢ φ → x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y → x ∈ X ∧ y ∈ X
95 49 94 biimtrid ⊢ φ → x S ∩ Y × X y → x ∈ X ∧ y ∈ X
96 21 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → M = N ↾ dom ⁡ M
97 96 cnveqd ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → M -1 = N ↾ dom ⁡ M -1
98 97 fveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → M -1 ⁡ x = N ↾ dom ⁡ M -1 ⁡ x
99 97 fveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → M -1 ⁡ y = N ↾ dom ⁡ M -1 ⁡ y
100 98 99 breq12d ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → M -1 ⁡ x E M -1 ⁡ y ↔ N ↾ dom ⁡ M -1 ⁡ x E N ↾ dom ⁡ M -1 ⁡ y
101 16 78 syl ⊢ φ → M -1 Isom R , E X dom ⁡ M
102 isorel ⊢ M -1 Isom R , E X dom ⁡ M ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x R y ↔ M -1 ⁡ x E M -1 ⁡ y
103 101 102 sylan ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x R y ↔ M -1 ⁡ x E M -1 ⁡ y
104 eqidd ⊢ φ → N dom ⁡ M = N dom ⁡ M
105 isores3 ⊢ N Isom E , S dom ⁡ N Y ∧ dom ⁡ M ⊆ dom ⁡ N ∧ N dom ⁡ M = N dom ⁡ M → N ↾ dom ⁡ M Isom E , S dom ⁡ M N dom ⁡ M
106 33 8 104 105 syl3anc ⊢ φ → N ↾ dom ⁡ M Isom E , S dom ⁡ M N dom ⁡ M
107 isocnv ⊢ N ↾ dom ⁡ M Isom E , S dom ⁡ M N dom ⁡ M → N ↾ dom ⁡ M -1 Isom S , E N dom ⁡ M dom ⁡ M
108 106 107 syl ⊢ φ → N ↾ dom ⁡ M -1 Isom S , E N dom ⁡ M dom ⁡ M
109 108 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → N ↾ dom ⁡ M -1 Isom S , E N dom ⁡ M dom ⁡ M
110 simprl ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ∈ X
111 25 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → X = N dom ⁡ M
112 110 111 eleqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ∈ N dom ⁡ M
113 simprr ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → y ∈ X
114 113 111 eleqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → y ∈ N dom ⁡ M
115 isorel ⊢ N ↾ dom ⁡ M -1 Isom S , E N dom ⁡ M dom ⁡ M ∧ x ∈ N dom ⁡ M ∧ y ∈ N dom ⁡ M → x S y ↔ N ↾ dom ⁡ M -1 ⁡ x E N ↾ dom ⁡ M -1 ⁡ y
116 109 112 114 115 syl12anc ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x S y ↔ N ↾ dom ⁡ M -1 ⁡ x E N ↾ dom ⁡ M -1 ⁡ y
117 100 103 116 3bitr4d ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x R y ↔ x S y
118 39 sselda ⊢ φ ∧ x ∈ X → x ∈ Y
119 118 adantrr ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ∈ Y
120 119 113 jca ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ∈ Y ∧ y ∈ X
121 120 biantrurd ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x S y ↔ x ∈ Y ∧ y ∈ X ∧ x S y
122 121 49 bitr4di ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x S y ↔ x S ∩ Y × X y
123 117 122 bitrd ⊢ φ ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x R y ↔ x S ∩ Y × X y
124 123 ex ⊢ φ → x ∈ X ∧ y ∈ X → x R y ↔ x S ∩ Y × X y
125 48 95 124 pm5.21ndd ⊢ φ → x R y ↔ x S ∩ Y × X y
126 df-br ⊢ x R y ↔ x y ∈ R
127 df-br ⊢ x S ∩ Y × X y ↔ x y ∈ S ∩ Y × X
128 125 126 127 3bitr3g ⊢ φ → x y ∈ R ↔ x y ∈ S ∩ Y × X
129 128 eqrelrdv2 ⊢ Rel ⁡ R ∧ Rel ⁡ S ∩ Y × X ∧ φ → R = S ∩ Y × X
130 45 129 mpancom ⊢ φ → R = S ∩ Y × X
131 39 130 jca ⊢ φ → X ⊆ Y ∧ R = S ∩ Y × X