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Theorem isoselem

Description: Lemma for isose . (Contributed by Mario Carneiro, 23-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses isofrlem.1 ( 𝜑𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) )
isofrlem.2 ( 𝜑 → ( 𝐻𝑥 ) ∈ V )
Assertion isoselem ( 𝜑 → ( 𝑅 Se 𝐴𝑆 Se 𝐵 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isofrlem.1 ( 𝜑𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) )
2 isofrlem.2 ( 𝜑 → ( 𝐻𝑥 ) ∈ V )
3 dfse2 ( 𝑅 Se 𝐴 ↔ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V )
4 3 biimpi ( 𝑅 Se 𝐴 → ∀ 𝑧𝐴 ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V )
5 4 r19.21bi ( ( 𝑅 Se 𝐴𝑧𝐴 ) → ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V )
6 5 expcom ( 𝑧𝐴 → ( 𝑅 Se 𝐴 → ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V ) )
7 6 adantl ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( 𝑅 Se 𝐴 → ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V ) )
8 imaeq2 ( 𝑥 = ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) → ( 𝐻𝑥 ) = ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) )
9 8 eleq1d ( 𝑥 = ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) → ( ( 𝐻𝑥 ) ∈ V ↔ ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) ∈ V ) )
10 9 imbi2d ( 𝑥 = ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) → ( ( 𝜑 → ( 𝐻𝑥 ) ∈ V ) ↔ ( 𝜑 → ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) ∈ V ) ) )
11 10 2 vtoclg ( ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V → ( 𝜑 → ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) ∈ V ) )
12 11 com12 ( 𝜑 → ( ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V → ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) ∈ V ) )
13 12 adantr ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V → ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) ∈ V ) )
14 isoini ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ 𝑧𝐴 ) → ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) = ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) )
15 1 14 sylan ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) = ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) )
16 15 eleq1d ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( ( 𝐻 “ ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ) ∈ V ↔ ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
17 13 16 sylibd ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( ( 𝐴 ∩ ( 𝑅 “ { 𝑧 } ) ) ∈ V → ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
18 7 17 syld ( ( 𝜑𝑧𝐴 ) → ( 𝑅 Se 𝐴 → ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
19 18 ralrimdva ( 𝜑 → ( 𝑅 Se 𝐴 → ∀ 𝑧𝐴 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
20 isof1o ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵 )
21 f1ofn ( 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵𝐻 Fn 𝐴 )
22 sneq ( 𝑦 = ( 𝐻𝑧 ) → { 𝑦 } = { ( 𝐻𝑧 ) } )
23 22 imaeq2d ( 𝑦 = ( 𝐻𝑧 ) → ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) = ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) )
24 23 ineq2d ( 𝑦 = ( 𝐻𝑧 ) → ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) = ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) )
25 24 eleq1d ( 𝑦 = ( 𝐻𝑧 ) → ( ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) ∈ V ↔ ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
26 25 ralrn ( 𝐻 Fn 𝐴 → ( ∀ 𝑦 ∈ ran 𝐻 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) ∈ V ↔ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
27 1 20 21 26 4syl ( 𝜑 → ( ∀ 𝑦 ∈ ran 𝐻 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) ∈ V ↔ ∀ 𝑧𝐴 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) ∈ V ) )
28 f1ofo ( 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵𝐻 : 𝐴onto𝐵 )
29 forn ( 𝐻 : 𝐴onto𝐵 → ran 𝐻 = 𝐵 )
30 1 20 28 29 4syl ( 𝜑 → ran 𝐻 = 𝐵 )
31 30 raleqdv ( 𝜑 → ( ∀ 𝑦 ∈ ran 𝐻 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) ∈ V ↔ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) ∈ V ) )
32 27 31 bitr3d ( 𝜑 → ( ∀ 𝑧𝐴 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { ( 𝐻𝑧 ) } ) ) ∈ V ↔ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) ∈ V ) )
33 19 32 sylibd ( 𝜑 → ( 𝑅 Se 𝐴 → ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) ∈ V ) )
34 dfse2 ( 𝑆 Se 𝐵 ↔ ∀ 𝑦𝐵 ( 𝐵 ∩ ( 𝑆 “ { 𝑦 } ) ) ∈ V )
35 33 34 syl6ibr ( 𝜑 → ( 𝑅 Se 𝐴𝑆 Se 𝐵 ) )