Metamath Proof Explorer


Theorem cofcut2

Description: If A and C are mutually cofinal and B and D are mutually coinitial, then the cut of A and B is equal to the cut of C and D . Theorem 2.7 of Gonshor p. 10. (Contributed by Scott Fenton, 25-Sep-2024)

Ref Expression
Assertion cofcut2 ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ( ðī |s ðĩ ) = ( ðķ |s 𝐷 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp11 âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ðī <<s ðĩ )
2 simp2 âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) )
3 simp12 âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ðķ ∈ ð’Ŧ No )
4 simp3l âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē )
5 scutcut âŠĒ ( ðī <<s ðĩ → ( ( ðī |s ðĩ ) ∈ No ∧ ðī <<s { ( ðī |s ðĩ ) } ∧ { ( ðī |s ðĩ ) } <<s ðĩ ) )
6 1 5 syl âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ( ( ðī |s ðĩ ) ∈ No ∧ ðī <<s { ( ðī |s ðĩ ) } ∧ { ( ðī |s ðĩ ) } <<s ðĩ ) )
7 6 simp2d âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ðī <<s { ( ðī |s ðĩ ) } )
8 cofsslt âŠĒ ( ( ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ðī <<s { ( ðī |s ðĩ ) } ) → ðķ <<s { ( ðī |s ðĩ ) } )
9 3 4 7 8 syl3anc âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ðķ <<s { ( ðī |s ðĩ ) } )
10 simp13 âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → 𝐷 ∈ ð’Ŧ No )
11 simp3r âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 )
12 6 simp3d âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → { ( ðī |s ðĩ ) } <<s ðĩ )
13 coinitsslt âŠĒ ( ( 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ∧ { ( ðī |s ðĩ ) } <<s ðĩ ) → { ( ðī |s ðĩ ) } <<s 𝐷 )
14 10 11 12 13 syl3anc âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → { ( ðī |s ðĩ ) } <<s 𝐷 )
15 cofcut1 âŠĒ ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ðķ <<s { ( ðī |s ðĩ ) } ∧ { ( ðī |s ðĩ ) } <<s 𝐷 ) ) → ( ðī |s ðĩ ) = ( ðķ |s 𝐷 ) )
16 1 2 9 14 15 syl112anc âŠĒ ( ( ( ðī <<s ðĩ ∧ ðķ ∈ ð’Ŧ No ∧ 𝐷 ∈ ð’Ŧ No ) ∧ ( ∀ ð‘Ĩ ∈ ðī ∃ ð‘Ķ ∈ ðķ ð‘Ĩ â‰Īs ð‘Ķ ∧ ∀ 𝑧 ∈ ðĩ ∃ ð‘Ī ∈ 𝐷 ð‘Ī â‰Īs 𝑧 ) ∧ ( ∀ ð‘Ą ∈ ðķ ∃ ð‘Ē ∈ ðī ð‘Ą â‰Īs ð‘Ē ∧ ∀ 𝑟 ∈ 𝐷 ∃ 𝑠 ∈ ðĩ 𝑠 â‰Īs 𝑟 ) ) → ( ðī |s ðĩ ) = ( ðķ |s 𝐷 ) )