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Theorem ipoglblem

Description: Lemma for ipoglbdm and ipoglb . (Contributed by Zhi Wang, 29-Sep-2024)

Ref Expression
Hypotheses ipolub.i 𝐼 = ( toInc ‘ 𝐹 )
ipolub.f ( 𝜑𝐹𝑉 )
ipolub.s ( 𝜑𝑆𝐹 )
ipoglblem.l = ( le ‘ 𝐼 )
Assertion ipoglblem ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) → ( ( 𝑋 𝑆 ∧ ∀ 𝑧𝐹 ( 𝑧 𝑆𝑧𝑋 ) ) ↔ ( ∀ 𝑦𝑆 𝑋 𝑦 ∧ ∀ 𝑧𝐹 ( ∀ 𝑦𝑆 𝑧 𝑦𝑧 𝑋 ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ipolub.i 𝐼 = ( toInc ‘ 𝐹 )
2 ipolub.f ( 𝜑𝐹𝑉 )
3 ipolub.s ( 𝜑𝑆𝐹 )
4 ipoglblem.l = ( le ‘ 𝐼 )
5 ssint ( 𝑋 𝑆 ↔ ∀ 𝑦𝑆 𝑋𝑦 )
6 2 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → 𝐹𝑉 )
7 simplr ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → 𝑋𝐹 )
8 3 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → 𝑆𝐹 )
9 simpr ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → 𝑦𝑆 )
10 8 9 sseldd ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → 𝑦𝐹 )
11 1 4 ipole ( ( 𝐹𝑉𝑋𝐹𝑦𝐹 ) → ( 𝑋 𝑦𝑋𝑦 ) )
12 6 7 10 11 syl3anc ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → ( 𝑋 𝑦𝑋𝑦 ) )
13 12 ralbidva ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) → ( ∀ 𝑦𝑆 𝑋 𝑦 ↔ ∀ 𝑦𝑆 𝑋𝑦 ) )
14 5 13 bitr4id ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) → ( 𝑋 𝑆 ↔ ∀ 𝑦𝑆 𝑋 𝑦 ) )
15 ssint ( 𝑧 𝑆 ↔ ∀ 𝑦𝑆 𝑧𝑦 )
16 6 adantlr ( ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → 𝐹𝑉 )
17 simplr ( ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → 𝑧𝐹 )
18 10 adantlr ( ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → 𝑦𝐹 )
19 1 4 ipole ( ( 𝐹𝑉𝑧𝐹𝑦𝐹 ) → ( 𝑧 𝑦𝑧𝑦 ) )
20 16 17 18 19 syl3anc ( ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) ∧ 𝑦𝑆 ) → ( 𝑧 𝑦𝑧𝑦 ) )
21 20 ralbidva ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) → ( ∀ 𝑦𝑆 𝑧 𝑦 ↔ ∀ 𝑦𝑆 𝑧𝑦 ) )
22 15 21 bitr4id ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) → ( 𝑧 𝑆 ↔ ∀ 𝑦𝑆 𝑧 𝑦 ) )
23 2 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) → 𝐹𝑉 )
24 simpr ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) → 𝑧𝐹 )
25 simplr ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) → 𝑋𝐹 )
26 1 4 ipole ( ( 𝐹𝑉𝑧𝐹𝑋𝐹 ) → ( 𝑧 𝑋𝑧𝑋 ) )
27 23 24 25 26 syl3anc ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) → ( 𝑧 𝑋𝑧𝑋 ) )
28 27 bicomd ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) → ( 𝑧𝑋𝑧 𝑋 ) )
29 22 28 imbi12d ( ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) ∧ 𝑧𝐹 ) → ( ( 𝑧 𝑆𝑧𝑋 ) ↔ ( ∀ 𝑦𝑆 𝑧 𝑦𝑧 𝑋 ) ) )
30 29 ralbidva ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) → ( ∀ 𝑧𝐹 ( 𝑧 𝑆𝑧𝑋 ) ↔ ∀ 𝑧𝐹 ( ∀ 𝑦𝑆 𝑧 𝑦𝑧 𝑋 ) ) )
31 14 30 anbi12d ( ( 𝜑𝑋𝐹 ) → ( ( 𝑋 𝑆 ∧ ∀ 𝑧𝐹 ( 𝑧 𝑆𝑧𝑋 ) ) ↔ ( ∀ 𝑦𝑆 𝑋 𝑦 ∧ ∀ 𝑧𝐹 ( ∀ 𝑦𝑆 𝑧 𝑦𝑧 𝑋 ) ) ) )