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Theorem ismhm 13826
Description: Property of a monoid homomorphism. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Mar-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ismhm.b |- B = ( Base ` S )
ismhm.c |- C = ( Base ` T )
ismhm.p |- .+ = ( +g ` S )
ismhm.q |- .+^ = ( +g ` T )
ismhm.z |- .0. = ( 0g ` S )
ismhm.y |- Y = ( 0g ` T )
Assertion
Ref Expression
ismhm |- ( F e. ( S MndHom T ) <-> ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) /\ ( F : B --> C /\ A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) )
Distinct variable groups:   x, y, B   x, S, y   x, T, y   x, F, y
Allowed substitution hints:   C( x, y)   .+ ( x, y)   .+^ ( x, y)   Y( x, y)   .0. ( x, y)
Proof of Theorem ismhm
Dummy variables f s t are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-mhm 13824 . . 3 |- MndHom = ( s e. Mnd , t e. Mnd |-> { f e. ( ( Base ` t ) ^m ( Base ` s ) ) | ( A. x e. ( Base ` s ) A. y e. ( Base ` s ) ( f ` ( x ( +g ` s ) y ) ) = ( ( f ` x ) ( +g ` t ) ( f ` y ) ) /\ ( f ` ( 0g ` s ) ) = ( 0g ` t ) ) } )
21elmpocl 6287 . 2 |- ( F e. ( S MndHom T ) -> ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) )
3 fnmap 6934 . . . . . . 7 |- ^m Fn ( _V X. _V )
4 ismhm.c . . . . . . . 8 |- C = ( Base ` T )
5 basfn 13468 . . . . . . . . 9 |- Base Fn _V
6 simpr 110 . . . . . . . . . 10 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> T e. Mnd )
76elexd 2835 . . . . . . . . 9 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> T e. _V )
8 funfvex 5715 . . . . . . . . . 10 |- ( ( Fun Base /\ T e. dom Base ) -> ( Base ` T ) e. _V )
98funfni 5486 . . . . . . . . 9 |- ( ( Base Fn _V /\ T e. _V ) -> ( Base ` T ) e. _V )
105, 7, 9sylancr 418 . . . . . . . 8 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( Base ` T ) e. _V )
114, 10eqeltrid 2325 . . . . . . 7 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> C e. _V )
12 ismhm.b . . . . . . . 8 |- B = ( Base ` S )
13 simpl 109 . . . . . . . . . 10 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> S e. Mnd )
1413elexd 2835 . . . . . . . . 9 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> S e. _V )
15 funfvex 5715 . . . . . . . . . 10 |- ( ( Fun Base /\ S e. dom Base ) -> ( Base ` S ) e. _V )
1615funfni 5486 . . . . . . . . 9 |- ( ( Base Fn _V /\ S e. _V ) -> ( Base ` S ) e. _V )
175, 14, 16sylancr 418 . . . . . . . 8 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( Base ` S ) e. _V )
1812, 17eqeltrid 2325 . . . . . . 7 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> B e. _V )
19 fnovex 6121 . . . . . . 7 |- ( ( ^m Fn ( _V X. _V ) /\ C e. _V /\ B e. _V ) -> ( C ^m B ) e. _V )
203, 11, 18, 19mp3an2i 1383 . . . . . 6 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( C ^m B ) e. _V )
21 rabexg 4281 . . . . . 6 |- ( ( C ^m B ) e. _V -> { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } e. _V )
2220, 21syl 14 . . . . 5 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } e. _V )
23 fveq2 5698 . . . . . . . . 9 |- ( t = T -> ( Base ` t ) = ( Base ` T ) )
2423, 4eqtr4di 2289 . . . . . . . 8 |- ( t = T -> ( Base ` t ) = C )
25 fveq2 5698 . . . . . . . . 9 |- ( s = S -> ( Base ` s ) = ( Base ` S ) )
2625, 12eqtr4di 2289 . . . . . . . 8 |- ( s = S -> ( Base ` s ) = B )
2724, 26oveqan12rd 6108 . . . . . . 7 |- ( ( s = S /\ t = T ) -> ( ( Base ` t ) ^m ( Base ` s ) ) = ( C ^m B ) )
2826adantr 276 . . . . . . . . 9 |- ( ( s = S /\ t = T ) -> ( Base ` s ) = B )
29 fveq2 5698 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( s = S -> ( +g ` s ) = ( +g ` S ) )
30 ismhm.p . . . . . . . . . . . . . 14 |- .+ = ( +g ` S )
3129, 30eqtr4di 2289 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( s = S -> ( +g ` s ) = .+ )
3231oveqd 6105 . . . . . . . . . . . 12 |- ( s = S -> ( x ( +g ` s ) y ) = ( x .+ y ) )
3332fveq2d 5702 . . . . . . . . . . 11 |- ( s = S -> ( f ` ( x ( +g ` s ) y ) ) = ( f ` ( x .+ y ) ) )
34 fveq2 5698 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( t = T -> ( +g ` t ) = ( +g ` T ) )
35 ismhm.q . . . . . . . . . . . . 13 |- .+^ = ( +g ` T )
3634, 35eqtr4di 2289 . . . . . . . . . . . 12 |- ( t = T -> ( +g ` t ) = .+^ )
3736oveqd 6105 . . . . . . . . . . 11 |- ( t = T -> ( ( f ` x ) ( +g ` t ) ( f ` y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) )
3833, 37eqeqan12d 2254 . . . . . . . . . 10 |- ( ( s = S /\ t = T ) -> ( ( f ` ( x ( +g ` s ) y ) ) = ( ( f ` x ) ( +g ` t ) ( f ` y ) ) <-> ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) ) )
3928, 38raleqbidv 2765 . . . . . . . . 9 |- ( ( s = S /\ t = T ) -> ( A. y e. ( Base ` s ) ( f ` ( x ( +g ` s ) y ) ) = ( ( f ` x ) ( +g ` t ) ( f ` y ) ) <-> A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) ) )
4028, 39raleqbidv 2765 . . . . . . . 8 |- ( ( s = S /\ t = T ) -> ( A. x e. ( Base ` s ) A. y e. ( Base ` s ) ( f ` ( x ( +g ` s ) y ) ) = ( ( f ` x ) ( +g ` t ) ( f ` y ) ) <-> A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) ) )
41 fveq2 5698 . . . . . . . . . . 11 |- ( s = S -> ( 0g ` s ) = ( 0g ` S ) )
42 ismhm.z . . . . . . . . . . 11 |- .0. = ( 0g ` S )
4341, 42eqtr4di 2289 . . . . . . . . . 10 |- ( s = S -> ( 0g ` s ) = .0. )
4443fveq2d 5702 . . . . . . . . 9 |- ( s = S -> ( f ` ( 0g ` s ) ) = ( f ` .0. ) )
45 fveq2 5698 . . . . . . . . . 10 |- ( t = T -> ( 0g ` t ) = ( 0g ` T ) )
46 ismhm.y . . . . . . . . . 10 |- Y = ( 0g ` T )
4745, 46eqtr4di 2289 . . . . . . . . 9 |- ( t = T -> ( 0g ` t ) = Y )
4844, 47eqeqan12d 2254 . . . . . . . 8 |- ( ( s = S /\ t = T ) -> ( ( f ` ( 0g ` s ) ) = ( 0g ` t ) <-> ( f ` .0. ) = Y ) )
4940, 48anbi12d 477 . . . . . . 7 |- ( ( s = S /\ t = T ) -> ( ( A. x e. ( Base ` s ) A. y e. ( Base ` s ) ( f ` ( x ( +g ` s ) y ) ) = ( ( f ` x ) ( +g ` t ) ( f ` y ) ) /\ ( f ` ( 0g ` s ) ) = ( 0g ` t ) ) <-> ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) ) )
5027, 49rabeqbidv 2816 . . . . . 6 |- ( ( s = S /\ t = T ) -> { f e. ( ( Base ` t ) ^m ( Base ` s ) ) | ( A. x e. ( Base ` s ) A. y e. ( Base ` s ) ( f ` ( x ( +g ` s ) y ) ) = ( ( f ` x ) ( +g ` t ) ( f ` y ) ) /\ ( f ` ( 0g ` s ) ) = ( 0g ` t ) ) } = { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } )
5150, 1ovmpoga 6221 . . . . 5 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd /\ { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } e. _V ) -> ( S MndHom T ) = { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } )
5222, 51mpd3an3 1379 . . . 4 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( S MndHom T ) = { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } )
5352eleq2d 2308 . . 3 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( F e. ( S MndHom T ) <-> F e. { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } ) )
5411, 18elmapd 6941 . . . . 5 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( F e. ( C ^m B ) <-> F : B --> C ) )
5554anbi1d 469 . . . 4 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( ( F e. ( C ^m B ) /\ ( A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) <-> ( F : B --> C /\ ( A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) ) )
56 fveq1 5697 . . . . . . . 8 |- ( f = F -> ( f ` ( x .+ y ) ) = ( F ` ( x .+ y ) ) )
57 fveq1 5697 . . . . . . . . 9 |- ( f = F -> ( f ` x ) = ( F ` x ) )
58 fveq1 5697 . . . . . . . . 9 |- ( f = F -> ( f ` y ) = ( F ` y ) )
5957, 58oveq12d 6106 . . . . . . . 8 |- ( f = F -> ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
6056, 59eqeq12d 2253 . . . . . . 7 |- ( f = F -> ( ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) <-> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) ) )
61602ralbidv 2574 . . . . . 6 |- ( f = F -> ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) <-> A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) ) )
62 fveq1 5697 . . . . . . 7 |- ( f = F -> ( f ` .0. ) = ( F ` .0. ) )
6362eqeq1d 2247 . . . . . 6 |- ( f = F -> ( ( f ` .0. ) = Y <-> ( F ` .0. ) = Y ) )
6461, 63anbi12d 477 . . . . 5 |- ( f = F -> ( ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) <-> ( A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) )
6564elrab 2982 . . . 4 |- ( F e. { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } <-> ( F e. ( C ^m B ) /\ ( A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) )
66 3anass 1013 . . . 4 |- ( ( F : B --> C /\ A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) <-> ( F : B --> C /\ ( A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) )
6755, 65, 663bitr4g 223 . . 3 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( F e. { f e. ( C ^m B ) | ( A. x e. B A. y e. B ( f ` ( x .+ y ) ) = ( ( f ` x ) .+^ ( f ` y ) ) /\ ( f ` .0. ) = Y ) } <-> ( F : B --> C /\ A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) )
6853, 67bitrd 188 . 2 |- ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) -> ( F e. ( S MndHom T ) <-> ( F : B --> C /\ A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) )
692, 68biadanii 621 1 |- ( F e. ( S MndHom T ) <-> ( ( S e. Mnd /\ T e. Mnd ) /\ ( F : B --> C /\ A. x e. B A. y e. B ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) /\ ( F ` .0. ) = Y ) ) )
Colors of variables:    wff set class
This proof depends on syntax axioms:   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 1009   = wceq 1402   e. wcel 2209   A.wral 2528   {crab 2532   _Vcvv 2821   X. cxp 4774   Fn wfn 5375   -->wf 5376   ` cfv 5380  (class class class)co 6088   ^m cmap 6927   Basecbs 13409   +g cplusg 13489   0gc0g 13668   Mndcmnd 13787   MndHom cmhm 13822
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-sep 4251  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1re 8279  ax-addrcl 8282
This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-ral 2533  df-rex 2534  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-id 4440  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-fv 5388  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-map 6929  df-inn 9314  df-ndx 13412  df-slot 13413  df-base 13415  df-mhm 13824
This theorem is used by:  mhmf  13830  mhmpropd  13831  mhmlin  13832  mhm0  13833  idmhm  13834  mhmf1o  13835  0mhm  13851  resmhm  13852  resmhm2  13853  resmhm2b  13854  mhmco  13855  mhmfmhm  13978  ghmmhm  14114  srglmhm  14403  srgrmhm  14404  dfrhm2  14569  isrhm2d  14580
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