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Theorem lautset

Description: The set of lattice automorphisms. (Contributed by NM, 11-May-2012)

Ref Expression
Hypotheses lautset.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝐾 )
lautset.l = ( le ‘ 𝐾 )
lautset.i 𝐼 = ( LAut ‘ 𝐾 )
Assertion lautset ( 𝐾𝐴𝐼 = { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lautset.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝐾 )
2 lautset.l = ( le ‘ 𝐾 )
3 lautset.i 𝐼 = ( LAut ‘ 𝐾 )
4 elex ( 𝐾𝐴𝐾 ∈ V )
5 fveq2 ( 𝑘 = 𝐾 → ( Base ‘ 𝑘 ) = ( Base ‘ 𝐾 ) )
6 5 1 eqtr4di ( 𝑘 = 𝐾 → ( Base ‘ 𝑘 ) = 𝐵 )
7 6 f1oeq2d ( 𝑘 = 𝐾 → ( 𝑓 : ( Base ‘ 𝑘 ) –1-1-onto→ ( Base ‘ 𝑘 ) ↔ 𝑓 : 𝐵1-1-onto→ ( Base ‘ 𝑘 ) ) )
8 f1oeq3 ( ( Base ‘ 𝑘 ) = 𝐵 → ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto→ ( Base ‘ 𝑘 ) ↔ 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ) )
9 6 8 syl ( 𝑘 = 𝐾 → ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto→ ( Base ‘ 𝑘 ) ↔ 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ) )
10 7 9 bitrd ( 𝑘 = 𝐾 → ( 𝑓 : ( Base ‘ 𝑘 ) –1-1-onto→ ( Base ‘ 𝑘 ) ↔ 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ) )
11 fveq2 ( 𝑘 = 𝐾 → ( le ‘ 𝑘 ) = ( le ‘ 𝐾 ) )
12 11 2 eqtr4di ( 𝑘 = 𝐾 → ( le ‘ 𝑘 ) = )
13 12 breqd ( 𝑘 = 𝐾 → ( 𝑥 ( le ‘ 𝑘 ) 𝑦𝑥 𝑦 ) )
14 12 breqd ( 𝑘 = 𝐾 → ( ( 𝑓𝑥 ) ( le ‘ 𝑘 ) ( 𝑓𝑦 ) ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) )
15 13 14 bibi12d ( 𝑘 = 𝐾 → ( ( 𝑥 ( le ‘ 𝑘 ) 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( le ‘ 𝑘 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ↔ ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) )
16 6 15 raleqbidv ( 𝑘 = 𝐾 → ( ∀ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ( 𝑥 ( le ‘ 𝑘 ) 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( le ‘ 𝑘 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ↔ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) )
17 6 16 raleqbidv ( 𝑘 = 𝐾 → ( ∀ 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ∀ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ( 𝑥 ( le ‘ 𝑘 ) 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( le ‘ 𝑘 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ↔ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) )
18 10 17 anbi12d ( 𝑘 = 𝐾 → ( ( 𝑓 : ( Base ‘ 𝑘 ) –1-1-onto→ ( Base ‘ 𝑘 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ∀ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ( 𝑥 ( le ‘ 𝑘 ) 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( le ‘ 𝑘 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) ↔ ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) ) )
19 18 abbidv ( 𝑘 = 𝐾 → { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : ( Base ‘ 𝑘 ) –1-1-onto→ ( Base ‘ 𝑘 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ∀ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ( 𝑥 ( le ‘ 𝑘 ) 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( le ‘ 𝑘 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } = { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } )
20 df-laut LAut = ( 𝑘 ∈ V ↦ { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : ( Base ‘ 𝑘 ) –1-1-onto→ ( Base ‘ 𝑘 ) ∧ ∀ 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ∀ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑘 ) ( 𝑥 ( le ‘ 𝑘 ) 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( le ‘ 𝑘 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } )
21 1 fvexi 𝐵 ∈ V
22 21 21 mapval ( 𝐵m 𝐵 ) = { 𝑓𝑓 : 𝐵𝐵 }
23 ovex ( 𝐵m 𝐵 ) ∈ V
24 22 23 eqeltrri { 𝑓𝑓 : 𝐵𝐵 } ∈ V
25 f1of ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵𝑓 : 𝐵𝐵 )
26 25 ss2abi { 𝑓𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 } ⊆ { 𝑓𝑓 : 𝐵𝐵 }
27 24 26 ssexi { 𝑓𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 } ∈ V
28 simpl ( ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) → 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 )
29 28 ss2abi { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } ⊆ { 𝑓𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 }
30 27 29 ssexi { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } ∈ V
31 19 20 30 fvmpt ( 𝐾 ∈ V → ( LAut ‘ 𝐾 ) = { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } )
32 3 31 eqtrid ( 𝐾 ∈ V → 𝐼 = { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } )
33 4 32 syl ( 𝐾𝐴𝐼 = { 𝑓 ∣ ( 𝑓 : 𝐵1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐵𝑦𝐵 ( 𝑥 𝑦 ↔ ( 𝑓𝑥 ) ( 𝑓𝑦 ) ) ) } )