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Theorem zntoslem

Description: Lemma for zntos . (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jun-2015) (Revised by AV, 13-Jun-2019)

Ref Expression
Hypotheses znle2.y ⊢ Y = ℤ/Nℤ
znle2.f ⊢ F = ℤRHom ⁡ Y ↾ W
znle2.w ⊢ W = if N = 0 ℤ 0 ..^ N
znle2.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ Y
znleval.x ⊢ X = Base Y
Assertion zntoslem ⊢ N ∈ ℕ 0 → Y ∈ Toset

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 znle2.y ⊢ Y = ℤ/Nℤ
2 znle2.f ⊢ F = ℤRHom ⁡ Y ↾ W
3 znle2.w ⊢ W = if N = 0 ℤ 0 ..^ N
4 znle2.l ⊢ ≤ ˙ = ≤ Y
5 znleval.x ⊢ X = Base Y
6 1 fvexi ⊢ Y ∈ V
7 6 a1i ⊢ N ∈ ℕ 0 → Y ∈ V
8 5 a1i ⊢ N ∈ ℕ 0 → X = Base Y
9 4 a1i ⊢ N ∈ ℕ 0 → ≤ ˙ = ≤ Y
10 1 5 2 3 znf1o ⊢ N ∈ ℕ 0 → F : W ⟶ 1-1 onto X
11 f1ocnv ⊢ F : W ⟶ 1-1 onto X → F -1 : X ⟶ 1-1 onto W
12 10 11 syl ⊢ N ∈ ℕ 0 → F -1 : X ⟶ 1-1 onto W
13 f1of ⊢ F -1 : X ⟶ 1-1 onto W → F -1 : X ⟶ W
14 12 13 syl ⊢ N ∈ ℕ 0 → F -1 : X ⟶ W
15 sseq1 ⊢ ℤ = if N = 0 ℤ 0 ..^ N → ℤ ⊆ ℤ ↔ if N = 0 ℤ 0 ..^ N ⊆ ℤ
16 sseq1 ⊢ 0 ..^ N = if N = 0 ℤ 0 ..^ N → 0 ..^ N ⊆ ℤ ↔ if N = 0 ℤ 0 ..^ N ⊆ ℤ
17 ssid ⊢ ℤ ⊆ ℤ
18 fzossz ⊢ 0 ..^ N ⊆ ℤ
19 15 16 17 18 keephyp ⊢ if N = 0 ℤ 0 ..^ N ⊆ ℤ
20 3 19 eqsstri ⊢ W ⊆ ℤ
21 zssre ⊢ ℤ ⊆ ℝ
22 20 21 sstri ⊢ W ⊆ ℝ
23 fss ⊢ F -1 : X ⟶ W ∧ W ⊆ ℝ → F -1 : X ⟶ ℝ
24 14 22 23 sylancl ⊢ N ∈ ℕ 0 → F -1 : X ⟶ ℝ
25 24 ffvelcdmda ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X → F -1 ⁡ x ∈ ℝ
26 25 leidd ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X → F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ x
27 1 2 3 4 5 znleval2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ x ∈ X → x ≤ ˙ x ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ x
28 27 3anidm23 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X → x ≤ ˙ x ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ x
29 26 28 mpbird ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X → x ≤ ˙ x
30 1 2 3 4 5 znleval2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ≤ ˙ y ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y
31 1 2 3 4 5 znleval2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ X ∧ x ∈ X → y ≤ ˙ x ↔ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ x
32 31 3com23 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → y ≤ ˙ x ↔ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ x
33 30 32 anbi12d ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ≤ ˙ y ∧ y ≤ ˙ x ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y ∧ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ x
34 25 3adant3 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F -1 ⁡ x ∈ ℝ
35 24 ffvelcdmda ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ X → F -1 ⁡ y ∈ ℝ
36 35 3adant2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F -1 ⁡ y ∈ ℝ
37 34 36 letri3d ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F -1 ⁡ x = F -1 ⁡ y ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y ∧ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ x
38 f1of1 ⊢ F -1 : X ⟶ 1-1 onto W → F -1 : X ⟶ 1-1 W
39 12 38 syl ⊢ N ∈ ℕ 0 → F -1 : X ⟶ 1-1 W
40 f1fveq ⊢ F -1 : X ⟶ 1-1 W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F -1 ⁡ x = F -1 ⁡ y ↔ x = y
41 39 40 sylan ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F -1 ⁡ x = F -1 ⁡ y ↔ x = y
42 41 3impb ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F -1 ⁡ x = F -1 ⁡ y ↔ x = y
43 33 37 42 3bitr2d ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ≤ ˙ y ∧ y ≤ ˙ x ↔ x = y
44 43 biimpd ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ≤ ˙ y ∧ y ≤ ˙ x → x = y
45 25 3ad2antr1 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → F -1 ⁡ x ∈ ℝ
46 35 3ad2antr2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → F -1 ⁡ y ∈ ℝ
47 24 ffvelcdmda ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ z ∈ X → F -1 ⁡ z ∈ ℝ
48 47 3ad2antr3 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → F -1 ⁡ z ∈ ℝ
49 letr ⊢ F -1 ⁡ x ∈ ℝ ∧ F -1 ⁡ y ∈ ℝ ∧ F -1 ⁡ z ∈ ℝ → F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y ∧ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ z → F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ z
50 45 46 48 49 syl3anc ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y ∧ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ z → F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ z
51 30 3adant3r3 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → x ≤ ˙ y ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y
52 1 2 3 4 5 znleval2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → y ≤ ˙ z ↔ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ z
53 52 3adant3r1 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → y ≤ ˙ z ↔ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ z
54 51 53 anbi12d ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → x ≤ ˙ y ∧ y ≤ ˙ z ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y ∧ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ z
55 1 2 3 4 5 znleval2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ z ∈ X → x ≤ ˙ z ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ z
56 55 3adant3r2 ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → x ≤ ˙ z ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ z
57 50 54 56 3imtr4d ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ z ∈ X → x ≤ ˙ y ∧ y ≤ ˙ z → x ≤ ˙ z
58 7 8 9 29 44 57 isposd ⊢ N ∈ ℕ 0 → Y ∈ Poset
59 34 36 letrid ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y ∨ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ x
60 30 32 orbi12d ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ≤ ˙ y ∨ y ≤ ˙ x ↔ F -1 ⁡ x ≤ F -1 ⁡ y ∨ F -1 ⁡ y ≤ F -1 ⁡ x
61 59 60 mpbird ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ≤ ˙ y ∨ y ≤ ˙ x
62 61 3expb ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x ≤ ˙ y ∨ y ≤ ˙ x
63 62 ralrimivva ⊢ N ∈ ℕ 0 → ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x ≤ ˙ y ∨ y ≤ ˙ x
64 5 4 istos ⊢ Y ∈ Toset ↔ Y ∈ Poset ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X x ≤ ˙ y ∨ y ≤ ˙ x
65 58 63 64 sylanbrc ⊢ N ∈ ℕ 0 → Y ∈ Toset