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Theorem mhmmnd 13322
Description: The image of a monoid G under a monoid homomorphism F is a monoid. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Jan-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
ghmgrp.f |- ( ( ph /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
ghmgrp.x |- X = ( Base ` G )
ghmgrp.y |- Y = ( Base ` H )
ghmgrp.p |- .+ = ( +g ` G )
ghmgrp.q |- .+^ = ( +g ` H )
ghmgrp.1 |- ( ph -> F : X -onto-> Y )
mhmmnd.3 |- ( ph -> G e. Mnd )
Assertion
Ref Expression
mhmmnd |- ( ph -> H e. Mnd )
Distinct variable groups:   x, F, y   x, G, y   x, .+ , y   x, H, y   x, X, y   x, Y, y   x, .+^ , y   ph, x, y
Proof of Theorem mhmmnd
Dummy variables a d i j k b c are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpllr 534 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( F ` i ) = a )
2 simpr 110 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( F ` j ) = b )
31, 2oveq12d 5943 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) = ( a .+^ b ) )
4 simp-5l 543 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ph )
5 ghmgrp.f . . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
64, 5syl3an1 1282 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
7 simp-4r 542 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> i e. X )
8 simplr 528 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> j e. X )
96, 7, 8mhmlem 13320 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( F ` ( i .+ j ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) )
10 ghmgrp.1 . . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> F : X -onto-> Y )
11 fof 5483 . . . . . . . . . . 11 |- ( F : X -onto-> Y -> F : X --> Y )
1210, 11syl 14 . . . . . . . . . 10 |- ( ph -> F : X --> Y )
1312ad5antr 496 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> F : X --> Y )
14 mhmmnd.3 . . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> G e. Mnd )
1514ad5antr 496 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> G e. Mnd )
16 ghmgrp.x . . . . . . . . . . 11 |- X = ( Base ` G )
17 ghmgrp.p . . . . . . . . . . 11 |- .+ = ( +g ` G )
1816, 17mndcl 13125 . . . . . . . . . 10 |- ( ( G e. Mnd /\ i e. X /\ j e. X ) -> ( i .+ j ) e. X )
1915, 7, 8, 18syl3anc 1249 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( i .+ j ) e. X )
2013, 19ffvelcdmd 5701 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( F ` ( i .+ j ) ) e. Y )
219, 20eqeltrrd 2274 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) e. Y )
223, 21eqeltrrd 2274 . . . . . 6 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( a .+^ b ) e. Y )
23 simpr 110 . . . . . . . 8 |- ( ( a e. Y /\ b e. Y ) -> b e. Y )
24 foelcdmi 5616 . . . . . . . 8 |- ( ( F : X -onto-> Y /\ b e. Y ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
2510, 23, 24syl2an 289 . . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
2625ad2antrr 488 . . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
2722, 26r19.29a 2640 . . . . 5 |- ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( a .+^ b ) e. Y )
28 simpl 109 . . . . . 6 |- ( ( a e. Y /\ b e. Y ) -> a e. Y )
29 foelcdmi 5616 . . . . . 6 |- ( ( F : X -onto-> Y /\ a e. Y ) -> E. i e. X ( F ` i ) = a )
3010, 28, 29syl2an 289 . . . . 5 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> E. i e. X ( F ` i ) = a )
3127, 30r19.29a 2640 . . . 4 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> ( a .+^ b ) e. Y )
32 simpll 527 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> ph )
33 simplrl 535 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> a e. Y )
34 simplrr 536 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> b e. Y )
35 simpr 110 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> c e. Y )
3614ad2antrr 488 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) -> G e. Mnd )
3736ad5antr 496 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> G e. Mnd )
38 simp-6r 546 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> i e. X )
39 simp-4r 542 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> j e. X )
40 simplr 528 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> k e. X )
4116, 17mndass 13126 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( G e. Mnd /\ ( i e. X /\ j e. X /\ k e. X ) ) -> ( ( i .+ j ) .+ k ) = ( i .+ ( j .+ k ) ) )
4237, 38, 39, 40, 41syl13anc 1251 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( i .+ j ) .+ k ) = ( i .+ ( j .+ k ) ) )
4342fveq2d 5565 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( ( i .+ j ) .+ k ) ) = ( F ` ( i .+ ( j .+ k ) ) ) )
44 simp-7l 547 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ph )
4544, 5syl3an1 1282 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
4637, 38, 39, 18syl3anc 1249 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( i .+ j ) e. X )
4745, 46, 40mhmlem 13320 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( ( i .+ j ) .+ k ) ) = ( ( F ` ( i .+ j ) ) .+^ ( F ` k ) ) )
4816, 17mndcl 13125 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( G e. Mnd /\ j e. X /\ k e. X ) -> ( j .+ k ) e. X )
4937, 39, 40, 48syl3anc 1249 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( j .+ k ) e. X )
5045, 38, 49mhmlem 13320 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( i .+ ( j .+ k ) ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( j .+ k ) ) ) )
5143, 47, 503eqtr3d 2237 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` ( i .+ j ) ) .+^ ( F ` k ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( j .+ k ) ) ) )
52 simp1 999 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) -> ph )
5352, 5syl3an1 1282 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
54 simp2 1000 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) -> i e. X )
55 simp3 1001 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) -> j e. X )
5653, 54, 55mhmlem 13320 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) -> ( F ` ( i .+ j ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) )
5744, 38, 39, 56syl3anc 1249 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( i .+ j ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) )
5857oveq1d 5940 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` ( i .+ j ) ) .+^ ( F ` k ) ) = ( ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) .+^ ( F ` k ) ) )
5945, 39, 40mhmlem 13320 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( j .+ k ) ) = ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) )
6059oveq2d 5941 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( j .+ k ) ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) ) )
6151, 58, 603eqtr3d 2237 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) .+^ ( F ` k ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) ) )
62 simp-5r 544 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` i ) = a )
63 simpllr 534 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` j ) = b )
6462, 63oveq12d 5943 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) = ( a .+^ b ) )
65 simpr 110 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` k ) = c )
6664, 65oveq12d 5943 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) .+^ ( F ` k ) ) = ( ( a .+^ b ) .+^ c ) )
6763, 65oveq12d 5943 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) = ( b .+^ c ) )
6862, 67oveq12d 5943 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
6961, 66, 683eqtr3d 2237 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
70 foelcdmi 5616 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( F : X -onto-> Y /\ c e. Y ) -> E. k e. X ( F ` k ) = c )
7110, 70sylan 283 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ph /\ c e. Y ) -> E. k e. X ( F ` k ) = c )
72713ad2antr3 1166 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) -> E. k e. X ( F ` k ) = c )
7372ad4antr 494 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> E. k e. X ( F ` k ) = c )
7469, 73r19.29a 2640 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
75253adantr3 1160 . . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
7675ad2antrr 488 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
7774, 76r19.29a 2640 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
78303adantr3 1160 . . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) -> E. i e. X ( F ` i ) = a )
7977, 78r19.29a 2640 . . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
8032, 33, 34, 35, 79syl13anc 1251 . . . . 5 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
8180ralrimiva 2570 . . . 4 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> A. c e. Y ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
8231, 81jca 306 . . 3 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> ( ( a .+^ b ) e. Y /\ A. c e. Y ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) ) )
8382ralrimivva 2579 . 2 |- ( ph -> A. a e. Y A. b e. Y ( ( a .+^ b ) e. Y /\ A. c e. Y ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) ) )
84 eqid 2196 . . . . . 6 |- ( 0g ` G ) = ( 0g ` G )
8516, 84mndidcl 13132 . . . . 5 |- ( G e. Mnd -> ( 0g ` G ) e. X )
8614, 85syl 14 . . . 4 |- ( ph -> ( 0g ` G ) e. X )
8712, 86ffvelcdmd 5701 . . 3 |- ( ph -> ( F ` ( 0g ` G ) ) e. Y )
88 simplll 533 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ph )
8988, 5syl3an1 1282 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
9014ad3antrrr 492 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> G e. Mnd )
9190, 85syl 14 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( 0g ` G ) e. X )
92 simplr 528 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> i e. X )
9389, 91, 92mhmlem 13320 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` ( ( 0g ` G ) .+ i ) ) = ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ ( F ` i ) ) )
9416, 17, 84mndlid 13137 . . . . . . . . . 10 |- ( ( G e. Mnd /\ i e. X ) -> ( ( 0g ` G ) .+ i ) = i )
9590, 92, 94syl2anc 411 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( 0g ` G ) .+ i ) = i )
9695fveq2d 5565 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` ( ( 0g ` G ) .+ i ) ) = ( F ` i ) )
9793, 96eqtr3d 2231 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ ( F ` i ) ) = ( F ` i ) )
98 simpr 110 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` i ) = a )
9998oveq2d 5941 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ ( F ` i ) ) = ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) )
10097, 99, 983eqtr3d 2237 . . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a )
10189, 92, 91mhmlem 13320 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` ( i .+ ( 0g ` G ) ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) )
10216, 17, 84mndrid 13138 . . . . . . . . . 10 |- ( ( G e. Mnd /\ i e. X ) -> ( i .+ ( 0g ` G ) ) = i )
10390, 92, 102syl2anc 411 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( i .+ ( 0g ` G ) ) = i )
104103fveq2d 5565 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` ( i .+ ( 0g ` G ) ) ) = ( F ` i ) )
105101, 104eqtr3d 2231 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = ( F ` i ) )
10698oveq1d 5940 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) )
107105, 106, 983eqtr3d 2237 . . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a )
108100, 107jca 306 . . . . 5 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) )
10910, 29sylan 283 . . . . 5 |- ( ( ph /\ a e. Y ) -> E. i e. X ( F ` i ) = a )
110108, 109r19.29a 2640 . . . 4 |- ( ( ph /\ a e. Y ) -> ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) )
111110ralrimiva 2570 . . 3 |- ( ph -> A. a e. Y ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) )
112 oveq1 5932 . . . . . 6 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( d .+^ a ) = ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) )
113112eqeq1d 2205 . . . . 5 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( ( d .+^ a ) = a <-> ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a ) )
114113ovanraleqv 5949 . . . 4 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( A. a e. Y ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) <-> A. a e. Y ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) ) )
115114rspcev 2868 . . 3 |- ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) e. Y /\ A. a e. Y ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) ) -> E. d e. Y A. a e. Y ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) )
11687, 111, 115syl2anc 411 . 2 |- ( ph -> E. d e. Y A. a e. Y ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) )
117 ghmgrp.y . . 3 |- Y = ( Base ` H )
118 ghmgrp.q . . 3 |- .+^ = ( +g ` H )
119117, 118ismnd 13121 . 2 |- ( H e. Mnd <-> ( A. a e. Y A. b e. Y ( ( a .+^ b ) e. Y /\ A. c e. Y ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) ) /\ E. d e. Y A. a e. Y ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) ) )
12083, 116, 119sylanbrc 417 1 |- ( ph -> H e. Mnd )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   /\ w3a 980   = wceq 1364   e. wcel 2167   A.wral 2475   E.wrex 2476   -->wf 5255   -onto->wfo 5257   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   Basecbs 12703   +g cplusg 12780   0gc0g 12958   Mndcmnd 13118
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-sep 4152  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1re 7990  ax-addrcl 7993
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-id 4329  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-fo 5265  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-inn 9008  df-2 9066  df-ndx 12706  df-slot 12707  df-base 12709  df-plusg 12793  df-0g 12960  df-mgm 13058  df-sgrp 13104  df-mnd 13119
This theorem is referenced by:  mhmfmhm  13323  ghmgrp  13324  ghmcmn  13533
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