Metamath Proof Explorer


Theorem isosolem

Description: Lemma for isoso . (Contributed by Stefan O'Rear, 16-Nov-2014)

Ref Expression
Assertion isosolem ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → ( 𝑆 Or 𝐵𝑅 Or 𝐴 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 isopolem ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → ( 𝑆 Po 𝐵𝑅 Po 𝐴 ) )
2 isof1o ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵 )
3 f1of ( 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵𝐻 : 𝐴𝐵 )
4 ffvelrn ( ( 𝐻 : 𝐴𝐵𝑐𝐴 ) → ( 𝐻𝑐 ) ∈ 𝐵 )
5 4 ex ( 𝐻 : 𝐴𝐵 → ( 𝑐𝐴 → ( 𝐻𝑐 ) ∈ 𝐵 ) )
6 ffvelrn ( ( 𝐻 : 𝐴𝐵𝑑𝐴 ) → ( 𝐻𝑑 ) ∈ 𝐵 )
7 6 ex ( 𝐻 : 𝐴𝐵 → ( 𝑑𝐴 → ( 𝐻𝑑 ) ∈ 𝐵 ) )
8 5 7 anim12d ( 𝐻 : 𝐴𝐵 → ( ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) → ( ( 𝐻𝑐 ) ∈ 𝐵 ∧ ( 𝐻𝑑 ) ∈ 𝐵 ) ) )
9 2 3 8 3syl ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → ( ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) → ( ( 𝐻𝑐 ) ∈ 𝐵 ∧ ( 𝐻𝑑 ) ∈ 𝐵 ) ) )
10 9 imp ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( ( 𝐻𝑐 ) ∈ 𝐵 ∧ ( 𝐻𝑑 ) ∈ 𝐵 ) )
11 breq1 ( 𝑎 = ( 𝐻𝑐 ) → ( 𝑎 𝑆 𝑏 ↔ ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 𝑏 ) )
12 eqeq1 ( 𝑎 = ( 𝐻𝑐 ) → ( 𝑎 = 𝑏 ↔ ( 𝐻𝑐 ) = 𝑏 ) )
13 breq2 ( 𝑎 = ( 𝐻𝑐 ) → ( 𝑏 𝑆 𝑎𝑏 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) )
14 11 12 13 3orbi123d ( 𝑎 = ( 𝐻𝑐 ) → ( ( 𝑎 𝑆 𝑏𝑎 = 𝑏𝑏 𝑆 𝑎 ) ↔ ( ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 𝑏 ∨ ( 𝐻𝑐 ) = 𝑏𝑏 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) ) )
15 breq2 ( 𝑏 = ( 𝐻𝑑 ) → ( ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 𝑏 ↔ ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 ( 𝐻𝑑 ) ) )
16 eqeq2 ( 𝑏 = ( 𝐻𝑑 ) → ( ( 𝐻𝑐 ) = 𝑏 ↔ ( 𝐻𝑐 ) = ( 𝐻𝑑 ) ) )
17 breq1 ( 𝑏 = ( 𝐻𝑑 ) → ( 𝑏 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ↔ ( 𝐻𝑑 ) 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) )
18 15 16 17 3orbi123d ( 𝑏 = ( 𝐻𝑑 ) → ( ( ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 𝑏 ∨ ( 𝐻𝑐 ) = 𝑏𝑏 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) ↔ ( ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 ( 𝐻𝑑 ) ∨ ( 𝐻𝑐 ) = ( 𝐻𝑑 ) ∨ ( 𝐻𝑑 ) 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) ) )
19 14 18 rspc2v ( ( ( 𝐻𝑐 ) ∈ 𝐵 ∧ ( 𝐻𝑑 ) ∈ 𝐵 ) → ( ∀ 𝑎𝐵𝑏𝐵 ( 𝑎 𝑆 𝑏𝑎 = 𝑏𝑏 𝑆 𝑎 ) → ( ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 ( 𝐻𝑑 ) ∨ ( 𝐻𝑐 ) = ( 𝐻𝑑 ) ∨ ( 𝐻𝑑 ) 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) ) )
20 10 19 syl ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( ∀ 𝑎𝐵𝑏𝐵 ( 𝑎 𝑆 𝑏𝑎 = 𝑏𝑏 𝑆 𝑎 ) → ( ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 ( 𝐻𝑑 ) ∨ ( 𝐻𝑐 ) = ( 𝐻𝑑 ) ∨ ( 𝐻𝑑 ) 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) ) )
21 isorel ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( 𝑐 𝑅 𝑑 ↔ ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 ( 𝐻𝑑 ) ) )
22 f1of1 ( 𝐻 : 𝐴1-1-onto𝐵𝐻 : 𝐴1-1𝐵 )
23 2 22 syl ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → 𝐻 : 𝐴1-1𝐵 )
24 f1fveq ( ( 𝐻 : 𝐴1-1𝐵 ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( ( 𝐻𝑐 ) = ( 𝐻𝑑 ) ↔ 𝑐 = 𝑑 ) )
25 23 24 sylan ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( ( 𝐻𝑐 ) = ( 𝐻𝑑 ) ↔ 𝑐 = 𝑑 ) )
26 25 bicomd ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( 𝑐 = 𝑑 ↔ ( 𝐻𝑐 ) = ( 𝐻𝑑 ) ) )
27 isorel ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑑𝐴𝑐𝐴 ) ) → ( 𝑑 𝑅 𝑐 ↔ ( 𝐻𝑑 ) 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) )
28 27 ancom2s ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( 𝑑 𝑅 𝑐 ↔ ( 𝐻𝑑 ) 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) )
29 21 26 28 3orbi123d ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( ( 𝑐 𝑅 𝑑𝑐 = 𝑑𝑑 𝑅 𝑐 ) ↔ ( ( 𝐻𝑐 ) 𝑆 ( 𝐻𝑑 ) ∨ ( 𝐻𝑐 ) = ( 𝐻𝑑 ) ∨ ( 𝐻𝑑 ) 𝑆 ( 𝐻𝑐 ) ) ) )
30 20 29 sylibrd ( ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) ∧ ( 𝑐𝐴𝑑𝐴 ) ) → ( ∀ 𝑎𝐵𝑏𝐵 ( 𝑎 𝑆 𝑏𝑎 = 𝑏𝑏 𝑆 𝑎 ) → ( 𝑐 𝑅 𝑑𝑐 = 𝑑𝑑 𝑅 𝑐 ) ) )
31 30 ralrimdvva ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → ( ∀ 𝑎𝐵𝑏𝐵 ( 𝑎 𝑆 𝑏𝑎 = 𝑏𝑏 𝑆 𝑎 ) → ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐴 ( 𝑐 𝑅 𝑑𝑐 = 𝑑𝑑 𝑅 𝑐 ) ) )
32 1 31 anim12d ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → ( ( 𝑆 Po 𝐵 ∧ ∀ 𝑎𝐵𝑏𝐵 ( 𝑎 𝑆 𝑏𝑎 = 𝑏𝑏 𝑆 𝑎 ) ) → ( 𝑅 Po 𝐴 ∧ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐴 ( 𝑐 𝑅 𝑑𝑐 = 𝑑𝑑 𝑅 𝑐 ) ) ) )
33 df-so ( 𝑆 Or 𝐵 ↔ ( 𝑆 Po 𝐵 ∧ ∀ 𝑎𝐵𝑏𝐵 ( 𝑎 𝑆 𝑏𝑎 = 𝑏𝑏 𝑆 𝑎 ) ) )
34 df-so ( 𝑅 Or 𝐴 ↔ ( 𝑅 Po 𝐴 ∧ ∀ 𝑐𝐴𝑑𝐴 ( 𝑐 𝑅 𝑑𝑐 = 𝑑𝑑 𝑅 𝑐 ) ) )
35 32 33 34 3imtr4g ( 𝐻 Isom 𝑅 , 𝑆 ( 𝐴 , 𝐵 ) → ( 𝑆 Or 𝐵𝑅 Or 𝐴 ) )