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Theorem isoini

Description: Isomorphisms preserve initial segments. Proposition 6.31(2) of TakeutiZaring p. 33. (Contributed by NM, 20-Apr-2004)

Ref Expression
Assertion isoini ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → H A ∩ R -1 D = B ∩ S -1 H ⁡ D

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dfima2 ⊢ H A ∩ R -1 D = y | ∃ x ∈ A ∩ R -1 D x H y
2 elin ⊢ y ∈ B ∩ S -1 H ⁡ D ↔ y ∈ B ∧ y ∈ S -1 H ⁡ D
3 isof1o ⊢ H Isom R , S A B → H : A ⟶ 1-1 onto B
4 f1ofo ⊢ H : A ⟶ 1-1 onto B → H : A ⟶ onto B
5 forn ⊢ H : A ⟶ onto B → ran ⁡ H = B
6 5 eleq2d ⊢ H : A ⟶ onto B → y ∈ ran ⁡ H ↔ y ∈ B
7 3 4 6 3syl ⊢ H Isom R , S A B → y ∈ ran ⁡ H ↔ y ∈ B
8 f1ofn ⊢ H : A ⟶ 1-1 onto B → H Fn A
9 fvelrnb ⊢ H Fn A → y ∈ ran ⁡ H ↔ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y
10 3 8 9 3syl ⊢ H Isom R , S A B → y ∈ ran ⁡ H ↔ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y
11 7 10 bitr3d ⊢ H Isom R , S A B → y ∈ B ↔ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y
12 fvex ⊢ H ⁡ D ∈ V
13 vex ⊢ y ∈ V
14 13 eliniseg ⊢ H ⁡ D ∈ V → y ∈ S -1 H ⁡ D ↔ y S H ⁡ D
15 12 14 mp1i ⊢ H Isom R , S A B → y ∈ S -1 H ⁡ D ↔ y S H ⁡ D
16 11 15 anbi12d ⊢ H Isom R , S A B → y ∈ B ∧ y ∈ S -1 H ⁡ D ↔ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
17 16 adantr ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → y ∈ B ∧ y ∈ S -1 H ⁡ D ↔ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
18 elin ⊢ x ∈ A ∩ R -1 D ↔ x ∈ A ∧ x ∈ R -1 D
19 vex ⊢ x ∈ V
20 19 eliniseg ⊢ D ∈ A → x ∈ R -1 D ↔ x R D
21 20 anbi2d ⊢ D ∈ A → x ∈ A ∧ x ∈ R -1 D ↔ x ∈ A ∧ x R D
22 18 21 bitrid ⊢ D ∈ A → x ∈ A ∩ R -1 D ↔ x ∈ A ∧ x R D
23 22 anbi1d ⊢ D ∈ A → x ∈ A ∩ R -1 D ∧ x H y ↔ x ∈ A ∧ x R D ∧ x H y
24 anass ⊢ x ∈ A ∧ x R D ∧ x H y ↔ x ∈ A ∧ x R D ∧ x H y
25 23 24 bitrdi ⊢ D ∈ A → x ∈ A ∩ R -1 D ∧ x H y ↔ x ∈ A ∧ x R D ∧ x H y
26 25 adantl ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → x ∈ A ∩ R -1 D ∧ x H y ↔ x ∈ A ∧ x R D ∧ x H y
27 isorel ⊢ H Isom R , S A B ∧ x ∈ A ∧ D ∈ A → x R D ↔ H ⁡ x S H ⁡ D
28 3 8 syl ⊢ H Isom R , S A B → H Fn A
29 fnbrfvb ⊢ H Fn A ∧ x ∈ A → H ⁡ x = y ↔ x H y
30 29 bicomd ⊢ H Fn A ∧ x ∈ A → x H y ↔ H ⁡ x = y
31 28 30 sylan ⊢ H Isom R , S A B ∧ x ∈ A → x H y ↔ H ⁡ x = y
32 31 adantrr ⊢ H Isom R , S A B ∧ x ∈ A ∧ D ∈ A → x H y ↔ H ⁡ x = y
33 27 32 anbi12d ⊢ H Isom R , S A B ∧ x ∈ A ∧ D ∈ A → x R D ∧ x H y ↔ H ⁡ x S H ⁡ D ∧ H ⁡ x = y
34 ancom ⊢ H ⁡ x S H ⁡ D ∧ H ⁡ x = y ↔ H ⁡ x = y ∧ H ⁡ x S H ⁡ D
35 breq1 ⊢ H ⁡ x = y → H ⁡ x S H ⁡ D ↔ y S H ⁡ D
36 35 pm5.32i ⊢ H ⁡ x = y ∧ H ⁡ x S H ⁡ D ↔ H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
37 34 36 bitri ⊢ H ⁡ x S H ⁡ D ∧ H ⁡ x = y ↔ H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
38 33 37 bitrdi ⊢ H Isom R , S A B ∧ x ∈ A ∧ D ∈ A → x R D ∧ x H y ↔ H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
39 38 exp32 ⊢ H Isom R , S A B → x ∈ A → D ∈ A → x R D ∧ x H y ↔ H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
40 39 com23 ⊢ H Isom R , S A B → D ∈ A → x ∈ A → x R D ∧ x H y ↔ H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
41 40 imp ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → x ∈ A → x R D ∧ x H y ↔ H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
42 41 pm5.32d ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → x ∈ A ∧ x R D ∧ x H y ↔ x ∈ A ∧ H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
43 26 42 bitrd ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → x ∈ A ∩ R -1 D ∧ x H y ↔ x ∈ A ∧ H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
44 43 rexbidv2 ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → ∃ x ∈ A ∩ R -1 D x H y ↔ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
45 r19.41v ⊢ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D ↔ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
46 44 45 bitrdi ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → ∃ x ∈ A ∩ R -1 D x H y ↔ ∃ x ∈ A H ⁡ x = y ∧ y S H ⁡ D
47 17 46 bitr4d ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → y ∈ B ∧ y ∈ S -1 H ⁡ D ↔ ∃ x ∈ A ∩ R -1 D x H y
48 2 47 bitrid ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → y ∈ B ∩ S -1 H ⁡ D ↔ ∃ x ∈ A ∩ R -1 D x H y
49 48 eqabdv ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → B ∩ S -1 H ⁡ D = y | ∃ x ∈ A ∩ R -1 D x H y
50 1 49 eqtr4id ⊢ H Isom R , S A B ∧ D ∈ A → H A ∩ R -1 D = B ∩ S -1 H ⁡ D