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Theorem isoini2

Description: Isomorphisms are isomorphisms on their initial segments. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Mar-2014)

Ref Expression
Hypotheses isoini2.1 𝐶 = ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑋 } ) )
isoini2.2 𝐷 = ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑋 ) } ) )
Assertion isoini2 ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ( 𝐻𝐶 ) Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐶 , 𝐷 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isoini2.1 𝐶 = ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑋 } ) )
2 isoini2.2 𝐷 = ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑋 ) } ) )
3 isof1o ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵 )
4 f1of1 ( 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵𝐻 : 𝐴1-1𝐵 )
5 3 4 syl ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → 𝐻 : 𝐴1-1𝐵 )
6 5 adantr ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → 𝐻 : 𝐴1-1𝐵 )
7 inss1 ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑋 } ) ) ⊆ 𝐴
8 1 7 eqsstri 𝐶𝐴
9 f1ores ( ( 𝐻 : 𝐴1-1𝐵𝐶𝐴 ) → ( 𝐻𝐶 ) : 𝐶1-1-onto→ ( 𝐻𝐶 ) )
10 6 8 9 sylancl ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ( 𝐻𝐶 ) : 𝐶1-1-onto→ ( 𝐻𝐶 ) )
11 isoini ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑋 } ) ) ) = ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑋 ) } ) ) )
12 1 imaeq2i ( 𝐻𝐶 ) = ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑋 } ) ) )
13 11 12 2 3eqtr4g ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ( 𝐻𝐶 ) = 𝐷 )
14 13 f1oeq3d ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ( ( 𝐻𝐶 ) : 𝐶1-1-onto→ ( 𝐻𝐶 ) ↔ ( 𝐻𝐶 ) : 𝐶1-1-onto𝐷 ) )
15 10 14 mpbid ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ( 𝐻𝐶 ) : 𝐶1-1-onto𝐷 )
16 df-isom ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ↔ ( 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵 ∧ ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐴 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) ) )
17 16 simprbi ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐴 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) )
18 17 adantr ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐴 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) )
19 ssralv ( 𝐶𝐴 → ( ∀ 𝑦𝐴 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) → ∀ 𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) ) )
20 19 ralimdv ( 𝐶𝐴 → ( ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐴 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) ) )
21 8 18 20 mpsyl ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) )
22 ssralv ( 𝐶𝐴 → ( ∀ 𝑥𝐴𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) → ∀ 𝑥𝐶𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) ) )
23 8 21 22 mpsyl ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ∀ 𝑥𝐶𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) )
24 fvres ( 𝑥𝐶 → ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑥 ) = ( 𝐻𝑥 ) )
25 fvres ( 𝑦𝐶 → ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑦 ) = ( 𝐻𝑦 ) )
26 24 25 breqan12d ( ( 𝑥𝐶𝑦𝐶 ) → ( ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑥 ) 𝑆 ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) )
27 26 bibi2d ( ( 𝑥𝐶𝑦𝐶 ) → ( ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑥 ) 𝑆 ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) ↔ ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) ) )
28 27 ralbidva ( 𝑥𝐶 → ( ∀ 𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑥 ) 𝑆 ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) ↔ ∀ 𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) ) )
29 28 ralbiia ( ∀ 𝑥𝐶𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑥 ) 𝑆 ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) ↔ ∀ 𝑥𝐶𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( 𝐻𝑥 ) 𝑆 ( 𝐻𝑦 ) ) )
30 23 29 sylibr ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ∀ 𝑥𝐶𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑥 ) 𝑆 ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) )
31 df-isom ( ( 𝐻𝐶 ) Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐶 , 𝐷 ) ↔ ( ( 𝐻𝐶 ) : 𝐶1-1-onto𝐷 ∧ ∀ 𝑥𝐶𝑦𝐶 ( 𝑥 𝑅 𝑦 ↔ ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑥 ) 𝑆 ( ( 𝐻𝐶 ) ‘ 𝑦 ) ) ) )
32 15 30 31 sylanbrc ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑋𝐴 ) → ( 𝐻𝐶 ) Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐶 , 𝐷 ) )