Metamath Proof Explorer


Theorem grimcnv

Description: The converse of a graph isomorphism is a graph isomorphism. (Contributed by AV, 1-May-2025)

Ref Expression
Assertion grimcnv S UHGraph F S GraphIso T F -1 T GraphIso S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 eqid Vtx S = Vtx S
2 eqid Vtx T = Vtx T
3 eqid iEdg S = iEdg S
4 eqid iEdg T = iEdg T
5 1 2 3 4 grimprop F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i
6 5 adantl S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i
7 f1ocnv F : Vtx S 1-1 onto Vtx T F -1 : Vtx T 1-1 onto Vtx S
8 7 ad2antrl S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i F -1 : Vtx T 1-1 onto Vtx S
9 vex j V
10 cnvexg j V j -1 V
11 9 10 mp1i S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i j -1 V
12 f1ocnv j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T j -1 : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S
13 12 ad2antrl S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i j -1 : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S
14 f1ofo j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T j : dom iEdg S onto dom iEdg T
15 14 ad2antrl S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i j : dom iEdg S onto dom iEdg T
16 foelcdmi j : dom iEdg S onto dom iEdg T x dom iEdg T y dom iEdg S j y = x
17 15 16 sylan S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i x dom iEdg T y dom iEdg S j y = x
18 2fveq3 i = y iEdg T j i = iEdg T j y
19 fveq2 i = y iEdg S i = iEdg S y
20 19 imaeq2d i = y F iEdg S i = F iEdg S y
21 18 20 eqeq12d i = y iEdg T j i = F iEdg S i iEdg T j y = F iEdg S y
22 21 rspcv y dom iEdg S i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i iEdg T j y = F iEdg S y
23 22 adantl S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i iEdg T j y = F iEdg S y
24 f1ocnvfv1 j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S j -1 j y = y
25 24 ad4ant23 S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S j y dom iEdg T j -1 j y = y
26 25 fveq2d S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = iEdg S y
27 f1of1 F : Vtx S 1-1 onto Vtx T F : Vtx S 1-1 Vtx T
28 27 ad2antlr S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T F : Vtx S 1-1 Vtx T
29 1 3 uhgrss S UHGraph y dom iEdg S iEdg S y Vtx S
30 29 ad5ant15 S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg S y Vtx S
31 f1imacnv F : Vtx S 1-1 Vtx T iEdg S y Vtx S F -1 F iEdg S y = iEdg S y
32 28 30 31 syl2an2r S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S F -1 F iEdg S y = iEdg S y
33 32 eqcomd S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg S y = F -1 F iEdg S y
34 33 adantr S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S j y dom iEdg T iEdg S y = F -1 F iEdg S y
35 26 34 eqtrd S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 F iEdg S y
36 35 adantlr S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg T j y = F iEdg S y j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 F iEdg S y
37 simplr S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg T j y = F iEdg S y j y dom iEdg T iEdg T j y = F iEdg S y
38 37 eqcomd S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg T j y = F iEdg S y j y dom iEdg T F iEdg S y = iEdg T j y
39 38 imaeq2d S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg T j y = F iEdg S y j y dom iEdg T F -1 F iEdg S y = F -1 iEdg T j y
40 36 39 eqtrd S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg T j y = F iEdg S y j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y
41 40 ex S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg T j y = F iEdg S y j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y
42 41 ex S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S iEdg T j y = F iEdg S y j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y
43 23 42 syld S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y
44 43 ex S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T y dom iEdg S i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y
45 44 com23 S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i y dom iEdg S j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y
46 45 impr S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i y dom iEdg S j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y
47 eleq1 j y = x j y dom iEdg T x dom iEdg T
48 2fveq3 j y = x iEdg S j -1 j y = iEdg S j -1 x
49 fveq2 j y = x iEdg T j y = iEdg T x
50 49 imaeq2d j y = x F -1 iEdg T j y = F -1 iEdg T x
51 48 50 eqeq12d j y = x iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
52 47 51 imbi12d j y = x j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y x dom iEdg T iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
53 52 imbi2d j y = x y dom iEdg S j y dom iEdg T iEdg S j -1 j y = F -1 iEdg T j y y dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
54 46 53 syl5ibcom S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i j y = x y dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
55 54 com24 S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i x dom iEdg T y dom iEdg S j y = x iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
56 55 imp31 S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i x dom iEdg T y dom iEdg S j y = x iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
57 56 rexlimdva S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i x dom iEdg T y dom iEdg S j y = x iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
58 17 57 mpd S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i x dom iEdg T iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
59 58 ralrimiva S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i x dom iEdg T iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
60 13 59 jca S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i j -1 : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
61 f1oeq1 f = j -1 f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S j -1 : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S
62 fveq1 f = j -1 f x = j -1 x
63 62 fveqeq2d f = j -1 iEdg S f x = F -1 iEdg T x iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
64 63 ralbidv f = j -1 x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x x dom iEdg T iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
65 61 64 anbi12d f = j -1 f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x j -1 : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S j -1 x = F -1 iEdg T x
66 11 60 65 spcedv S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i f f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x
67 66 ex S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i f f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x
68 67 exlimdv S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i f f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x
69 68 impr S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i f f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x
70 grimdmrel Rel dom GraphIso
71 70 ovrcl F S GraphIso T S V T V
72 71 simprd F S GraphIso T T V
73 71 simpld F S GraphIso T S V
74 cnvexg F S GraphIso T F -1 V
75 2 1 4 3 isgrim T V S V F -1 V F -1 T GraphIso S F -1 : Vtx T 1-1 onto Vtx S f f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x
76 72 73 74 75 syl3anc F S GraphIso T F -1 T GraphIso S F -1 : Vtx T 1-1 onto Vtx S f f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x
77 76 ad2antlr S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i F -1 T GraphIso S F -1 : Vtx T 1-1 onto Vtx S f f : dom iEdg T 1-1 onto dom iEdg S x dom iEdg T iEdg S f x = F -1 iEdg T x
78 8 69 77 mpbir2and S UHGraph F S GraphIso T F : Vtx S 1-1 onto Vtx T j j : dom iEdg S 1-1 onto dom iEdg T i dom iEdg S iEdg T j i = F iEdg S i F -1 T GraphIso S
79 6 78 mpdan S UHGraph F S GraphIso T F -1 T GraphIso S
80 79 ex S UHGraph F S GraphIso T F -1 T GraphIso S