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Theorem tendoicl

Description: Closure of the additive inverse endomorphism. (Contributed by NM, 12-Jun-2013)

Ref Expression
Hypotheses tendoicl.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
tendoicl.t 𝑇 = ( ( LTrn ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
tendoicl.e 𝐸 = ( ( TEndo ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
tendoicl.i 𝐼 = ( 𝑠𝐸 ↦ ( 𝑓𝑇 ( 𝑠𝑓 ) ) )
Assertion tendoicl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) → ( 𝐼𝑆 ) ∈ 𝐸 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tendoicl.h 𝐻 = ( LHyp ‘ 𝐾 )
2 tendoicl.t 𝑇 = ( ( LTrn ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
3 tendoicl.e 𝐸 = ( ( TEndo ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
4 tendoicl.i 𝐼 = ( 𝑠𝐸 ↦ ( 𝑓𝑇 ( 𝑠𝑓 ) ) )
5 eqid ( le ‘ 𝐾 ) = ( le ‘ 𝐾 )
6 eqid ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) = ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 )
7 simpl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
8 simpll ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) )
9 1 2 3 tendocl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸𝑔𝑇 ) → ( 𝑆𝑔 ) ∈ 𝑇 )
10 9 3expa ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( 𝑆𝑔 ) ∈ 𝑇 )
11 1 2 ltrncnv ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑆𝑔 ) ∈ 𝑇 ) → ( 𝑆𝑔 ) ∈ 𝑇 )
12 8 10 11 syl2anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( 𝑆𝑔 ) ∈ 𝑇 )
13 12 fmpttd ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) → ( 𝑔𝑇 ( 𝑆𝑔 ) ) : 𝑇𝑇 )
14 4 2 tendoi ( 𝑆𝐸 → ( 𝐼𝑆 ) = ( 𝑔𝑇 ( 𝑆𝑔 ) ) )
15 14 adantl ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) → ( 𝐼𝑆 ) = ( 𝑔𝑇 ( 𝑆𝑔 ) ) )
16 15 feq1d ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) : 𝑇𝑇 ↔ ( 𝑔𝑇 ( 𝑆𝑔 ) ) : 𝑇𝑇 ) )
17 13 16 mpbird ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) → ( 𝐼𝑆 ) : 𝑇𝑇 )
18 simp1r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → 𝑆𝐸 )
19 1 2 ltrnco ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑔 ) ∈ 𝑇 )
20 19 3adant1r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑔 ) ∈ 𝑇 )
21 4 2 tendoi2 ( ( 𝑆𝐸 ∧ ( 𝑔 ) ∈ 𝑇 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ ( 𝑔 ) ) = ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) )
22 18 20 21 syl2anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ ( 𝑔 ) ) = ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) )
23 cnvco ( ( 𝑆 ) ∘ ( 𝑆𝑔 ) ) = ( ( 𝑆𝑔 ) ∘ ( 𝑆 ) )
24 1 2 ltrncom ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑔 ) = ( 𝑔 ) )
25 24 3adant1r ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑔 ) = ( 𝑔 ) )
26 25 fveq2d ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) = ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) )
27 simp1ll ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → 𝐾 ∈ HL )
28 simp1lr ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → 𝑊𝐻 )
29 simp3 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → 𝑇 )
30 simp2 ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → 𝑔𝑇 )
31 1 2 3 tendovalco ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻𝑆𝐸 ) ∧ ( 𝑇𝑔𝑇 ) ) → ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) = ( ( 𝑆 ) ∘ ( 𝑆𝑔 ) ) )
32 27 28 18 29 30 31 syl32anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) = ( ( 𝑆 ) ∘ ( 𝑆𝑔 ) ) )
33 26 32 eqtrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) = ( ( 𝑆 ) ∘ ( 𝑆𝑔 ) ) )
34 33 cnveqd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) = ( ( 𝑆 ) ∘ ( 𝑆𝑔 ) ) )
35 4 2 tendoi2 ( ( 𝑆𝐸𝑔𝑇 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) = ( 𝑆𝑔 ) )
36 18 30 35 syl2anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) = ( 𝑆𝑔 ) )
37 4 2 tendoi2 ( ( 𝑆𝐸𝑇 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ ) = ( 𝑆 ) )
38 18 29 37 syl2anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ ) = ( 𝑆 ) )
39 36 38 coeq12d ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) ∘ ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ ) ) = ( ( 𝑆𝑔 ) ∘ ( 𝑆 ) ) )
40 23 34 39 3eqtr4a ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( 𝑆 ‘ ( 𝑔 ) ) = ( ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) ∘ ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ ) ) )
41 22 40 eqtrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇𝑇 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ ( 𝑔 ) ) = ( ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) ∘ ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ ) ) )
42 35 adantll ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) = ( 𝑆𝑔 ) )
43 42 fveq2d ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) ) = ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( 𝑆𝑔 ) ) )
44 1 2 6 trlcnv ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ ( 𝑆𝑔 ) ∈ 𝑇 ) → ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( 𝑆𝑔 ) ) = ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( 𝑆𝑔 ) ) )
45 8 10 44 syl2anc ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( 𝑆𝑔 ) ) = ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( 𝑆𝑔 ) ) )
46 43 45 eqtrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) ) = ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( 𝑆𝑔 ) ) )
47 5 1 2 6 3 tendotp ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸𝑔𝑇 ) → ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( 𝑆𝑔 ) ) ( le ‘ 𝐾 ) ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ 𝑔 ) )
48 47 3expa ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( 𝑆𝑔 ) ) ( le ‘ 𝐾 ) ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ 𝑔 ) )
49 46 48 eqbrtrd ( ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) ∧ 𝑔𝑇 ) → ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ ( ( 𝐼𝑆 ) ‘ 𝑔 ) ) ( le ‘ 𝐾 ) ( ( ( trL ‘ 𝐾 ) ‘ 𝑊 ) ‘ 𝑔 ) )
50 5 1 2 6 3 7 17 41 49 istendod ( ( ( 𝐾 ∈ HL ∧ 𝑊𝐻 ) ∧ 𝑆𝐸 ) → ( 𝐼𝑆 ) ∈ 𝐸 )