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Theorem ordthmeolem

Description: Lemma for ordthmeo . (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses ordthmeo.1 X = dom R
ordthmeo.2 Y = dom S
Assertion ordthmeolem R V S W F Isom R , S X Y F ordTop R Cn ordTop S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ordthmeo.1 X = dom R
2 ordthmeo.2 Y = dom S
3 isof1o F Isom R , S X Y F : X 1-1 onto Y
4 3 3ad2ant3 R V S W F Isom R , S X Y F : X 1-1 onto Y
5 f1of F : X 1-1 onto Y F : X Y
6 4 5 syl R V S W F Isom R , S X Y F : X Y
7 fimacnv F : X Y F -1 Y = X
8 6 7 syl R V S W F Isom R , S X Y F -1 Y = X
9 1 ordttopon R V ordTop R TopOn X
10 9 3ad2ant1 R V S W F Isom R , S X Y ordTop R TopOn X
11 toponmax ordTop R TopOn X X ordTop R
12 10 11 syl R V S W F Isom R , S X Y X ordTop R
13 8 12 eqeltrd R V S W F Isom R , S X Y F -1 Y ordTop R
14 elsni z Y z = Y
15 14 imaeq2d z Y F -1 z = F -1 Y
16 15 eleq1d z Y F -1 z ordTop R F -1 Y ordTop R
17 13 16 syl5ibrcom R V S W F Isom R , S X Y z Y F -1 z ordTop R
18 17 ralrimiv R V S W F Isom R , S X Y z Y F -1 z ordTop R
19 cnvimass F -1 y Y | ¬ y S x dom F
20 f1odm F : X 1-1 onto Y dom F = X
21 4 20 syl R V S W F Isom R , S X Y dom F = X
22 21 adantr R V S W F Isom R , S X Y x Y dom F = X
23 19 22 sseqtrid R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 y Y | ¬ y S x X
24 sseqin2 F -1 y Y | ¬ y S x X X F -1 y Y | ¬ y S x = F -1 y Y | ¬ y S x
25 23 24 sylib R V S W F Isom R , S X Y x Y X F -1 y Y | ¬ y S x = F -1 y Y | ¬ y S x
26 4 ad2antrr R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F : X 1-1 onto Y
27 f1ofn F : X 1-1 onto Y F Fn X
28 26 27 syl R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F Fn X
29 elpreima F Fn X z F -1 y Y | ¬ y S x z X F z y Y | ¬ y S x
30 28 29 syl R V S W F Isom R , S X Y x Y z X z F -1 y Y | ¬ y S x z X F z y Y | ¬ y S x
31 simpr R V S W F Isom R , S X Y x Y z X z X
32 31 biantrurd R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F z y Y | ¬ y S x z X F z y Y | ¬ y S x
33 6 adantr R V S W F Isom R , S X Y x Y F : X Y
34 33 ffvelrnda R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F z Y
35 breq1 y = F z y S x F z S x
36 35 notbid y = F z ¬ y S x ¬ F z S x
37 36 elrab3 F z Y F z y Y | ¬ y S x ¬ F z S x
38 34 37 syl R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F z y Y | ¬ y S x ¬ F z S x
39 simpll3 R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F Isom R , S X Y
40 f1ocnv F : X 1-1 onto Y F -1 : Y 1-1 onto X
41 f1of F -1 : Y 1-1 onto X F -1 : Y X
42 4 40 41 3syl R V S W F Isom R , S X Y F -1 : Y X
43 42 ffvelrnda R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 x X
44 43 adantr R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F -1 x X
45 isorel F Isom R , S X Y z X F -1 x X z R F -1 x F z S F F -1 x
46 39 31 44 45 syl12anc R V S W F Isom R , S X Y x Y z X z R F -1 x F z S F F -1 x
47 f1ocnvfv2 F : X 1-1 onto Y x Y F F -1 x = x
48 4 47 sylan R V S W F Isom R , S X Y x Y F F -1 x = x
49 48 adantr R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F F -1 x = x
50 49 breq2d R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F z S F F -1 x F z S x
51 46 50 bitrd R V S W F Isom R , S X Y x Y z X z R F -1 x F z S x
52 51 notbid R V S W F Isom R , S X Y x Y z X ¬ z R F -1 x ¬ F z S x
53 38 52 bitr4d R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F z y Y | ¬ y S x ¬ z R F -1 x
54 30 32 53 3bitr2d R V S W F Isom R , S X Y x Y z X z F -1 y Y | ¬ y S x ¬ z R F -1 x
55 54 rabbi2dva R V S W F Isom R , S X Y x Y X F -1 y Y | ¬ y S x = z X | ¬ z R F -1 x
56 25 55 eqtr3d R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 y Y | ¬ y S x = z X | ¬ z R F -1 x
57 simpl1 R V S W F Isom R , S X Y x Y R V
58 1 ordtopn1 R V F -1 x X z X | ¬ z R F -1 x ordTop R
59 57 43 58 syl2anc R V S W F Isom R , S X Y x Y z X | ¬ z R F -1 x ordTop R
60 56 59 eqeltrd R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 y Y | ¬ y S x ordTop R
61 60 ralrimiva R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 y Y | ¬ y S x ordTop R
62 dmexg S W dom S V
63 2 62 eqeltrid S W Y V
64 63 3ad2ant2 R V S W F Isom R , S X Y Y V
65 rabexg Y V y Y | ¬ y S x V
66 64 65 syl R V S W F Isom R , S X Y y Y | ¬ y S x V
67 66 ralrimivw R V S W F Isom R , S X Y x Y y Y | ¬ y S x V
68 eqid x Y y Y | ¬ y S x = x Y y Y | ¬ y S x
69 imaeq2 z = y Y | ¬ y S x F -1 z = F -1 y Y | ¬ y S x
70 69 eleq1d z = y Y | ¬ y S x F -1 z ordTop R F -1 y Y | ¬ y S x ordTop R
71 68 70 ralrnmptw x Y y Y | ¬ y S x V z ran x Y y Y | ¬ y S x F -1 z ordTop R x Y F -1 y Y | ¬ y S x ordTop R
72 67 71 syl R V S W F Isom R , S X Y z ran x Y y Y | ¬ y S x F -1 z ordTop R x Y F -1 y Y | ¬ y S x ordTop R
73 61 72 mpbird R V S W F Isom R , S X Y z ran x Y y Y | ¬ y S x F -1 z ordTop R
74 cnvimass F -1 y Y | ¬ x S y dom F
75 74 22 sseqtrid R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 y Y | ¬ x S y X
76 sseqin2 F -1 y Y | ¬ x S y X X F -1 y Y | ¬ x S y = F -1 y Y | ¬ x S y
77 75 76 sylib R V S W F Isom R , S X Y x Y X F -1 y Y | ¬ x S y = F -1 y Y | ¬ x S y
78 elpreima F Fn X z F -1 y Y | ¬ x S y z X F z y Y | ¬ x S y
79 28 78 syl R V S W F Isom R , S X Y x Y z X z F -1 y Y | ¬ x S y z X F z y Y | ¬ x S y
80 31 biantrurd R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F z y Y | ¬ x S y z X F z y Y | ¬ x S y
81 breq2 y = F z x S y x S F z
82 81 notbid y = F z ¬ x S y ¬ x S F z
83 82 elrab3 F z Y F z y Y | ¬ x S y ¬ x S F z
84 34 83 syl R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F z y Y | ¬ x S y ¬ x S F z
85 isorel F Isom R , S X Y F -1 x X z X F -1 x R z F F -1 x S F z
86 39 44 31 85 syl12anc R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F -1 x R z F F -1 x S F z
87 49 breq1d R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F F -1 x S F z x S F z
88 86 87 bitrd R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F -1 x R z x S F z
89 88 notbid R V S W F Isom R , S X Y x Y z X ¬ F -1 x R z ¬ x S F z
90 84 89 bitr4d R V S W F Isom R , S X Y x Y z X F z y Y | ¬ x S y ¬ F -1 x R z
91 79 80 90 3bitr2d R V S W F Isom R , S X Y x Y z X z F -1 y Y | ¬ x S y ¬ F -1 x R z
92 91 rabbi2dva R V S W F Isom R , S X Y x Y X F -1 y Y | ¬ x S y = z X | ¬ F -1 x R z
93 77 92 eqtr3d R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 y Y | ¬ x S y = z X | ¬ F -1 x R z
94 1 ordtopn2 R V F -1 x X z X | ¬ F -1 x R z ordTop R
95 57 43 94 syl2anc R V S W F Isom R , S X Y x Y z X | ¬ F -1 x R z ordTop R
96 93 95 eqeltrd R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 y Y | ¬ x S y ordTop R
97 96 ralrimiva R V S W F Isom R , S X Y x Y F -1 y Y | ¬ x S y ordTop R
98 rabexg Y V y Y | ¬ x S y V
99 64 98 syl R V S W F Isom R , S X Y y Y | ¬ x S y V
100 99 ralrimivw R V S W F Isom R , S X Y x Y y Y | ¬ x S y V
101 eqid x Y y Y | ¬ x S y = x Y y Y | ¬ x S y
102 imaeq2 z = y Y | ¬ x S y F -1 z = F -1 y Y | ¬ x S y
103 102 eleq1d z = y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R F -1 y Y | ¬ x S y ordTop R
104 101 103 ralrnmptw x Y y Y | ¬ x S y V z ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R x Y F -1 y Y | ¬ x S y ordTop R
105 100 104 syl R V S W F Isom R , S X Y z ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R x Y F -1 y Y | ¬ x S y ordTop R
106 97 105 mpbird R V S W F Isom R , S X Y z ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R
107 ralunb z ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R z ran x Y y Y | ¬ y S x F -1 z ordTop R z ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R
108 73 106 107 sylanbrc R V S W F Isom R , S X Y z ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R
109 ralunb z Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R z Y F -1 z ordTop R z ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R
110 18 108 109 sylanbrc R V S W F Isom R , S X Y z Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R
111 eqid ran x Y y Y | ¬ y S x = ran x Y y Y | ¬ y S x
112 eqid ran x Y y Y | ¬ x S y = ran x Y y Y | ¬ x S y
113 2 111 112 ordtuni S W Y = Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y
114 113 63 eqeltrrd S W Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y V
115 uniexb Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y V Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y V
116 114 115 sylibr S W Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y V
117 116 3ad2ant2 R V S W F Isom R , S X Y Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y V
118 2 111 112 ordtval S W ordTop S = topGen fi Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y
119 118 3ad2ant2 R V S W F Isom R , S X Y ordTop S = topGen fi Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y
120 2 ordttopon S W ordTop S TopOn Y
121 120 3ad2ant2 R V S W F Isom R , S X Y ordTop S TopOn Y
122 10 117 119 121 subbascn R V S W F Isom R , S X Y F ordTop R Cn ordTop S F : X Y z Y ran x Y y Y | ¬ y S x ran x Y y Y | ¬ x S y F -1 z ordTop R
123 6 110 122 mpbir2and R V S W F Isom R , S X Y F ordTop R Cn ordTop S