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Theorem lautcvr

Description: Covering property of a lattice automorphism. (Contributed by NM, 20-May-2012)

Ref Expression
Hypotheses lautcvr.b ⊢ B = Base K
lautcvr.c ⊢ C = ⋖ K
lautcvr.i ⊢ I = LAut ⁡ K
Assertion lautcvr ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X C Y ↔ F ⁡ X C F ⁡ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lautcvr.b ⊢ B = Base K
2 lautcvr.c ⊢ C = ⋖ K
3 lautcvr.i ⊢ I = LAut ⁡ K
4 eqid ⊢ < K = < K
5 1 4 3 lautlt ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X < K Y ↔ F ⁡ X < K F ⁡ Y
6 simpll ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → K ∈ A
7 simplr1 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → F ∈ I
8 simplr2 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → X ∈ B
9 simpr ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → w ∈ B
10 1 4 3 lautlt ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ w ∈ B → X < K w ↔ F ⁡ X < K F ⁡ w
11 6 7 8 9 10 syl13anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → X < K w ↔ F ⁡ X < K F ⁡ w
12 simplr3 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → Y ∈ B
13 1 4 3 lautlt ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ w ∈ B ∧ Y ∈ B → w < K Y ↔ F ⁡ w < K F ⁡ Y
14 6 7 9 12 13 syl13anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → w < K Y ↔ F ⁡ w < K F ⁡ Y
15 11 14 anbi12d ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → X < K w ∧ w < K Y ↔ F ⁡ X < K F ⁡ w ∧ F ⁡ w < K F ⁡ Y
16 1 3 lautcl ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ w ∈ B → F ⁡ w ∈ B
17 6 7 9 16 syl21anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → F ⁡ w ∈ B
18 breq2 ⊢ z = F ⁡ w → F ⁡ X < K z ↔ F ⁡ X < K F ⁡ w
19 breq1 ⊢ z = F ⁡ w → z < K F ⁡ Y ↔ F ⁡ w < K F ⁡ Y
20 18 19 anbi12d ⊢ z = F ⁡ w → F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y ↔ F ⁡ X < K F ⁡ w ∧ F ⁡ w < K F ⁡ Y
21 20 rspcev ⊢ F ⁡ w ∈ B ∧ F ⁡ X < K F ⁡ w ∧ F ⁡ w < K F ⁡ Y → ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
22 21 ex ⊢ F ⁡ w ∈ B → F ⁡ X < K F ⁡ w ∧ F ⁡ w < K F ⁡ Y → ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
23 17 22 syl ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → F ⁡ X < K F ⁡ w ∧ F ⁡ w < K F ⁡ Y → ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
24 15 23 sylbid ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ w ∈ B → X < K w ∧ w < K Y → ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
25 24 rexlimdva ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y → ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
26 simpll ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → K ∈ A
27 simplr1 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F ∈ I
28 simplr2 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → X ∈ B
29 1 3 laut1o ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I → F : B ⟶ 1-1 onto B
30 26 27 29 syl2anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F : B ⟶ 1-1 onto B
31 f1ocnvdm ⊢ F : B ⟶ 1-1 onto B ∧ z ∈ B → F -1 ⁡ z ∈ B
32 30 31 sylancom ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F -1 ⁡ z ∈ B
33 1 4 3 lautlt ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ F -1 ⁡ z ∈ B → X < K F -1 ⁡ z ↔ F ⁡ X < K F ⁡ F -1 ⁡ z
34 26 27 28 32 33 syl13anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → X < K F -1 ⁡ z ↔ F ⁡ X < K F ⁡ F -1 ⁡ z
35 f1ocnvfv2 ⊢ F : B ⟶ 1-1 onto B ∧ z ∈ B → F ⁡ F -1 ⁡ z = z
36 30 35 sylancom ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ F -1 ⁡ z = z
37 36 breq2d ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ X < K F ⁡ F -1 ⁡ z ↔ F ⁡ X < K z
38 34 37 bitr2d ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ X < K z ↔ X < K F -1 ⁡ z
39 simplr3 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → Y ∈ B
40 1 4 3 lautlt ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ F -1 ⁡ z ∈ B ∧ Y ∈ B → F -1 ⁡ z < K Y ↔ F ⁡ F -1 ⁡ z < K F ⁡ Y
41 26 27 32 39 40 syl13anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F -1 ⁡ z < K Y ↔ F ⁡ F -1 ⁡ z < K F ⁡ Y
42 36 breq1d ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ F -1 ⁡ z < K F ⁡ Y ↔ z < K F ⁡ Y
43 41 42 bitr2d ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → z < K F ⁡ Y ↔ F -1 ⁡ z < K Y
44 38 43 anbi12d ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y ↔ X < K F -1 ⁡ z ∧ F -1 ⁡ z < K Y
45 breq2 ⊢ w = F -1 ⁡ z → X < K w ↔ X < K F -1 ⁡ z
46 breq1 ⊢ w = F -1 ⁡ z → w < K Y ↔ F -1 ⁡ z < K Y
47 45 46 anbi12d ⊢ w = F -1 ⁡ z → X < K w ∧ w < K Y ↔ X < K F -1 ⁡ z ∧ F -1 ⁡ z < K Y
48 47 rspcev ⊢ F -1 ⁡ z ∈ B ∧ X < K F -1 ⁡ z ∧ F -1 ⁡ z < K Y → ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y
49 48 ex ⊢ F -1 ⁡ z ∈ B → X < K F -1 ⁡ z ∧ F -1 ⁡ z < K Y → ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y
50 32 49 syl ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → X < K F -1 ⁡ z ∧ F -1 ⁡ z < K Y → ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y
51 44 50 sylbid ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ z ∈ B → F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y → ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y
52 51 rexlimdva ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y → ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y
53 25 52 impbid ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y ↔ ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
54 53 notbid ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → ¬ ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y ↔ ¬ ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
55 5 54 anbi12d ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X < K Y ∧ ¬ ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y ↔ F ⁡ X < K F ⁡ Y ∧ ¬ ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
56 1 4 2 cvrval ⊢ K ∈ A ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X C Y ↔ X < K Y ∧ ¬ ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y
57 56 3adant3r1 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X C Y ↔ X < K Y ∧ ¬ ∃ w ∈ B X < K w ∧ w < K Y
58 simpl ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → K ∈ A
59 simpr1 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → F ∈ I
60 simpr2 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ∈ B
61 1 3 lautcl ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B → F ⁡ X ∈ B
62 58 59 60 61 syl21anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → F ⁡ X ∈ B
63 simpr3 ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → Y ∈ B
64 1 3 lautcl ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ Y ∈ B → F ⁡ Y ∈ B
65 58 59 63 64 syl21anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → F ⁡ Y ∈ B
66 1 4 2 cvrval ⊢ K ∈ A ∧ F ⁡ X ∈ B ∧ F ⁡ Y ∈ B → F ⁡ X C F ⁡ Y ↔ F ⁡ X < K F ⁡ Y ∧ ¬ ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
67 58 62 65 66 syl3anc ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → F ⁡ X C F ⁡ Y ↔ F ⁡ X < K F ⁡ Y ∧ ¬ ∃ z ∈ B F ⁡ X < K z ∧ z < K F ⁡ Y
68 55 57 67 3bitr4d ⊢ K ∈ A ∧ F ∈ I ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X C Y ↔ F ⁡ X C F ⁡ Y