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Theorem grpoidinvlem3

Description: Lemma for grpoidinv . (Contributed by NM, 11-Oct-2006) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses grpfo.1 ⊢ X = ran ⁡ G
grpidinvlem3.2 ⊢ φ ↔ ∀ x ∈ X U G x = x
grpidinvlem3.3 ⊢ ψ ↔ ∀ x ∈ X ∃ z ∈ X z G x = U
Assertion grpoidinvlem3 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X → ∃ y ∈ X y G A = U ∧ A G y = U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 grpfo.1 ⊢ X = ran ⁡ G
2 grpidinvlem3.2 ⊢ φ ↔ ∀ x ∈ X U G x = x
3 grpidinvlem3.3 ⊢ ψ ↔ ∀ x ∈ X ∃ z ∈ X z G x = U
4 oveq1 ⊢ z = y → z G x = y G x
5 4 eqeq1d ⊢ z = y → z G x = U ↔ y G x = U
6 5 cbvrexvw ⊢ ∃ z ∈ X z G x = U ↔ ∃ y ∈ X y G x = U
7 6 ralbii ⊢ ∀ x ∈ X ∃ z ∈ X z G x = U ↔ ∀ x ∈ X ∃ y ∈ X y G x = U
8 3 7 bitri ⊢ ψ ↔ ∀ x ∈ X ∃ y ∈ X y G x = U
9 oveq2 ⊢ x = A → y G x = y G A
10 9 eqeq1d ⊢ x = A → y G x = U ↔ y G A = U
11 10 rexbidv ⊢ x = A → ∃ y ∈ X y G x = U ↔ ∃ y ∈ X y G A = U
12 11 rspccva ⊢ ∀ x ∈ X ∃ y ∈ X y G x = U ∧ A ∈ X → ∃ y ∈ X y G A = U
13 8 12 sylanb ⊢ ψ ∧ A ∈ X → ∃ y ∈ X y G A = U
14 13 adantll ⊢ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X → ∃ y ∈ X y G A = U
15 14 adantll ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X → ∃ y ∈ X y G A = U
16 1 grpocl ⊢ G ∈ GrpOp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y ∈ X
17 16 3expa ⊢ G ∈ GrpOp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y ∈ X
18 17 adantllr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y ∈ X
19 18 adantllr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y ∈ X
20 2 biimpi ⊢ φ → ∀ x ∈ X U G x = x
21 20 ad2antrl ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ → ∀ x ∈ X U G x = x
22 21 ad2antrr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → ∀ x ∈ X U G x = x
23 oveq2 ⊢ x = A G y → U G x = U G A G y
24 id ⊢ x = A G y → x = A G y
25 23 24 eqeq12d ⊢ x = A G y → U G x = x ↔ U G A G y = A G y
26 25 rspcva ⊢ A G y ∈ X ∧ ∀ x ∈ X U G x = x → U G A G y = A G y
27 19 22 26 syl2anc ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → U G A G y = A G y
28 27 adantr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ y G A = U → U G A G y = A G y
29 pm3.22 ⊢ y ∈ X ∧ A ∈ X ∧ G ∈ GrpOp → G ∈ GrpOp ∧ y ∈ X ∧ A ∈ X
30 29 an31s ⊢ G ∈ GrpOp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ y ∈ X ∧ A ∈ X
31 30 adantllr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ y ∈ X ∧ A ∈ X
32 31 adantllr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ y ∈ X ∧ A ∈ X
33 32 adantr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ y G A = U → G ∈ GrpOp ∧ y ∈ X ∧ A ∈ X
34 oveq2 ⊢ x = y → U G x = U G y
35 id ⊢ x = y → x = y
36 34 35 eqeq12d ⊢ x = y → U G x = x ↔ U G y = y
37 36 rspccva ⊢ ∀ x ∈ X U G x = x ∧ y ∈ X → U G y = y
38 2 37 sylanb ⊢ φ ∧ y ∈ X → U G y = y
39 38 adantlr ⊢ φ ∧ ψ ∧ y ∈ X → U G y = y
40 39 adantlr ⊢ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → U G y = y
41 40 adantlll ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → U G y = y
42 41 anim1i ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ y G A = U → U G y = y ∧ y G A = U
43 1 grpoidinvlem2 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ y ∈ X ∧ A ∈ X ∧ U G y = y ∧ y G A = U → A G y G A G y = A G y
44 33 42 43 syl2anc ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ y G A = U → A G y G A G y = A G y
45 16 3expb ⊢ G ∈ GrpOp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y ∈ X
46 45 ad2ant2rl ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y ∈ X
47 oveq1 ⊢ z = w → z G x = w G x
48 47 eqeq1d ⊢ z = w → z G x = U ↔ w G x = U
49 48 cbvrexvw ⊢ ∃ z ∈ X z G x = U ↔ ∃ w ∈ X w G x = U
50 49 ralbii ⊢ ∀ x ∈ X ∃ z ∈ X z G x = U ↔ ∀ x ∈ X ∃ w ∈ X w G x = U
51 3 50 bitri ⊢ ψ ↔ ∀ x ∈ X ∃ w ∈ X w G x = U
52 oveq2 ⊢ x = A G y → w G x = w G A G y
53 52 eqeq1d ⊢ x = A G y → w G x = U ↔ w G A G y = U
54 53 rexbidv ⊢ x = A G y → ∃ w ∈ X w G x = U ↔ ∃ w ∈ X w G A G y = U
55 54 rspcva ⊢ A G y ∈ X ∧ ∀ x ∈ X ∃ w ∈ X w G x = U → ∃ w ∈ X w G A G y = U
56 51 55 sylan2b ⊢ A G y ∈ X ∧ ψ → ∃ w ∈ X w G A G y = U
57 anass ⊢ G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X ↔ G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X
58 57 biimpi ⊢ G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X
59 58 an32s ⊢ G ∈ GrpOp ∧ A G y ∈ X ∧ w ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X
60 59 ex ⊢ G ∈ GrpOp ∧ A G y ∈ X → w ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X
61 45 60 syldan ⊢ G ∈ GrpOp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → w ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X
62 61 ad2ant2rl ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → w ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X
63 62 imp ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ w ∈ X → G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X
64 1 grpoidinvlem1 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ w ∈ X ∧ A G y ∈ X ∧ w G A G y = U ∧ A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
65 63 64 sylan ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ w ∈ X ∧ w G A G y = U ∧ A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
66 65 exp43 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → w ∈ X → w G A G y = U → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
67 66 rexlimdv ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → ∃ w ∈ X w G A G y = U → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
68 56 67 syl5 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y ∈ X ∧ ψ → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
69 46 68 mpand ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → ψ → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
70 69 exp32 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X → φ → A ∈ X ∧ y ∈ X → ψ → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
71 70 com34 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X → φ → ψ → A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
72 71 imp32 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ → A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
73 72 impl ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
74 73 adantr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ y G A = U → A G y G A G y = A G y → U G A G y = U
75 44 74 mpd ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ y G A = U → U G A G y = U
76 28 75 eqtr3d ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X ∧ y G A = U → A G y = U
77 76 ex ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → y G A = U → A G y = U
78 77 ancld ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X ∧ y ∈ X → y G A = U → y G A = U ∧ A G y = U
79 78 reximdva ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X → ∃ y ∈ X y G A = U → ∃ y ∈ X y G A = U ∧ A G y = U
80 15 79 mpd ⊢ G ∈ GrpOp ∧ U ∈ X ∧ φ ∧ ψ ∧ A ∈ X → ∃ y ∈ X y G A = U ∧ A G y = U