Theorem mhmmulg 13499

Description: A homomorphism of monoids preserves group multiples. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
mhmmulg.b	|- B = ( Base ` G )
mhmmulg.s	|- .x. = (.g ` G )
mhmmulg.t	|- .X. = (.g ` H )

Assertion

Ref	Expression
mhmmulg	|- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ N e. NN0 /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) )

Proof of Theorem mhmmulg

Dummy variables m n are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fvoveq1 5967	. . . . . 6 |- ( n = 0 -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( 0 .x. X ) ) )
2		oveq1 5951	. . . . . 6 |- ( n = 0 -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( 0 .X. ( F ` X ) ) )
3	1, 2	eqeq12d 2220	. . . . 5 |- ( n = 0 -> ( ( F ` ( n .x. X ) ) = ( n .X. ( F ` X ) ) <-> ( F ` ( 0 .x. X ) ) = ( 0 .X. ( F ` X ) ) ) )
4	3	imbi2d 230	. . . 4 |- ( n = 0 -> ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( n .X. ( F ` X ) ) ) <-> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( 0 .x. X ) ) = ( 0 .X. ( F ` X ) ) ) ) )
5		fvoveq1 5967	. . . . . 6 |- ( n = m -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( m .x. X ) ) )
6		oveq1 5951	. . . . . 6 |- ( n = m -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) )
7	5, 6	eqeq12d 2220	. . . . 5 |- ( n = m -> ( ( F ` ( n .x. X ) ) = ( n .X. ( F ` X ) ) <-> ( F ` ( m .x. X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) ) )
8	7	imbi2d 230	. . . 4 |- ( n = m -> ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( n .X. ( F ` X ) ) ) <-> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( m .x. X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) ) ) )
9		fvoveq1 5967	. . . . . 6 |- ( n = ( m + 1 ) -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) )
10		oveq1 5951	. . . . . 6 |- ( n = ( m + 1 ) -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) )
11	9, 10	eqeq12d 2220	. . . . 5 |- ( n = ( m + 1 ) -> ( ( F ` ( n .x. X ) ) = ( n .X. ( F ` X ) ) <-> ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) ) )
12	11	imbi2d 230	. . . 4 |- ( n = ( m + 1 ) -> ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( n .X. ( F ` X ) ) ) <-> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) ) ) )
13		fvoveq1 5967	. . . . . 6 |- ( n = N -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( N .x. X ) ) )
14		oveq1 5951	. . . . . 6 |- ( n = N -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) )
15	13, 14	eqeq12d 2220	. . . . 5 |- ( n = N -> ( ( F ` ( n .x. X ) ) = ( n .X. ( F ` X ) ) <-> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) ) )
16	15	imbi2d 230	. . . 4 |- ( n = N -> ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( n .X. ( F ` X ) ) ) <-> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) ) ) )
17		eqid 2205	. . . . . . 7 |- ( 0g ` G ) = ( 0g ` G )
18		eqid 2205	. . . . . . 7 |- ( 0g ` H ) = ( 0g ` H )
19	17, 18	mhm0 13300	. . . . . 6 |- ( F e. ( G MndHom H ) -> ( F ` ( 0g ` G ) ) = ( 0g ` H ) )
20	19	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( 0g ` G ) ) = ( 0g ` H ) )
21		mhmmulg.b	. . . . . . . 8 |- B = ( Base ` G )
22		mhmmulg.s	. . . . . . . 8 |- .x. = (.g ` G )
23	21, 17, 22	mulg0 13461	. . . . . . 7 |- ( X e. B -> ( 0 .x. X ) = ( 0g ` G ) )
24	23	adantl 277	. . . . . 6 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( 0 .x. X ) = ( 0g ` G ) )
25	24	fveq2d 5580	. . . . 5 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( 0 .x. X ) ) = ( F ` ( 0g ` G ) ) )
26		eqid 2205	. . . . . . . 8 |- ( Base ` H ) = ( Base ` H )
27	21, 26	mhmf 13297	. . . . . . 7 |- ( F e. ( G MndHom H ) -> F : B --> ( Base ` H ) )
28	27	ffvelcdmda 5715	. . . . . 6 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` X ) e. ( Base ` H ) )
29		mhmmulg.t	. . . . . . 7 |- .X. = (.g ` H )
30	26, 18, 29	mulg0 13461	. . . . . 6 |- ( ( F ` X ) e. ( Base ` H ) -> ( 0 .X. ( F ` X ) ) = ( 0g ` H ) )
31	28, 30	syl 14	. . . . 5 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( 0 .X. ( F ` X ) ) = ( 0g ` H ) )
32	20, 25, 31	3eqtr4d 2248	. . . 4 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( 0 .x. X ) ) = ( 0 .X. ( F ` X ) ) )
33		oveq1 5951	. . . . . . 7 |- ( ( F ` ( m .x. X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) -> ( ( F ` ( m .x. X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) = ( ( m .X. ( F ` X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) )
34		mhmrcl1 13295	. . . . . . . . . . . 12 |- ( F e. ( G MndHom H ) -> G e. Mnd )
35	34	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> G e. Mnd )
36		simpr 110	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> m e. NN0 )
37		simplr 528	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> X e. B )
38		eqid 2205	. . . . . . . . . . . 12 |- ( +g ` G ) = ( +g ` G )
39	21, 22, 38	mulgnn0p1 13469	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( G e. Mnd /\ m e. NN0 /\ X e. B ) -> ( ( m + 1 ) .x. X ) = ( ( m .x. X ) ( +g ` G ) X ) )
40	35, 36, 37, 39	syl3anc 1250	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( ( m + 1 ) .x. X ) = ( ( m .x. X ) ( +g ` G ) X ) )
41	40	fveq2d 5580	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) = ( F ` ( ( m .x. X ) ( +g ` G ) X ) ) )
42		simpll 527	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> F e. ( G MndHom H ) )
43	34	ad2antrr 488	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ m e. NN0 ) /\ X e. B ) -> G e. Mnd )
44		simplr 528	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ m e. NN0 ) /\ X e. B ) -> m e. NN0 )
45		simpr 110	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ m e. NN0 ) /\ X e. B ) -> X e. B )
46	21, 22	mulgnn0cl 13474	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( G e. Mnd /\ m e. NN0 /\ X e. B ) -> ( m .x. X ) e. B )
47	43, 44, 45, 46	syl3anc 1250	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ m e. NN0 ) /\ X e. B ) -> ( m .x. X ) e. B )
48	47	an32s 568	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( m .x. X ) e. B )
49		eqid 2205	. . . . . . . . . . 11 |- ( +g ` H ) = ( +g ` H )
50	21, 38, 49	mhmlin 13299	. . . . . . . . . 10 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ ( m .x. X ) e. B /\ X e. B ) -> ( F ` ( ( m .x. X ) ( +g ` G ) X ) ) = ( ( F ` ( m .x. X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) )
51	42, 48, 37, 50	syl3anc 1250	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( F ` ( ( m .x. X ) ( +g ` G ) X ) ) = ( ( F ` ( m .x. X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) )
52	41, 51	eqtrd 2238	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) = ( ( F ` ( m .x. X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) )
53		mhmrcl2 13296	. . . . . . . . . 10 |- ( F e. ( G MndHom H ) -> H e. Mnd )
54	53	ad2antrr 488	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> H e. Mnd )
55	28	adantr 276	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( F ` X ) e. ( Base ` H ) )
56	26, 29, 49	mulgnn0p1 13469	. . . . . . . . 9 |- ( ( H e. Mnd /\ m e. NN0 /\ ( F ` X ) e. ( Base ` H ) ) -> ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) = ( ( m .X. ( F ` X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) )
57	54, 36, 55, 56	syl3anc 1250	. . . . . . . 8 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) = ( ( m .X. ( F ` X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) )
58	52, 57	eqeq12d 2220	. . . . . . 7 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) <-> ( ( F ` ( m .x. X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) = ( ( m .X. ( F ` X ) ) ( +g ` H ) ( F ` X ) ) ) )
59	33, 58	imbitrrid 156	. . . . . 6 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( ( F ` ( m .x. X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) -> ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) ) )
60	59	expcom 116	. . . . 5 |- ( m e. NN0 -> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( ( F ` ( m .x. X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) -> ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) ) ) )
61	60	a2d 26	. . . 4 |- ( m e. NN0 -> ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( m .x. X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) ) -> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) ) ) )
62	4, 8, 12, 16, 32, 61	nn0ind 9487	. . 3 |- ( N e. NN0 -> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) ) )
63	62	3impib 1204	. 2 |- ( ( N e. NN0 /\ F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) )
64	63	3com12 1210	1 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ N e. NN0 /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   /\ w3a 981   = wceq 1373   e. wcel 2176   ` cfv 5271  (class class class)co 5944   0cc0 7925   1c1 7926   + caddc 7928   NN0cn0 9295   Basecbs 12832   +g cplusg 12909   0gc0g 13088   Mndcmnd 13248   MndHom cmhm 13289  ._gcmg 13455

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-in1 615  ax-in2 616  ax-io 711  ax-5 1470  ax-7 1471  ax-gen 1472  ax-ie1 1516  ax-ie2 1517  ax-8 1527  ax-10 1528  ax-11 1529  ax-i12 1530  ax-bndl 1532  ax-4 1533  ax-17 1549  ax-i9 1553  ax-ial 1557  ax-i5r 1558  ax-13 2178  ax-14 2179  ax-ext 2187  ax-coll 4159  ax-sep 4162  ax-nul 4170  ax-pow 4218  ax-pr 4253  ax-un 4480  ax-setind 4585  ax-iinf 4636  ax-cnex 8016  ax-resscn 8017  ax-1cn 8018  ax-1re 8019  ax-icn 8020  ax-addcl 8021  ax-addrcl 8022  ax-mulcl 8023  ax-addcom 8025  ax-addass 8027  ax-distr 8029  ax-i2m1 8030  ax-0lt1 8031  ax-0id 8033  ax-rnegex 8034  ax-cnre 8036  ax-pre-ltirr 8037  ax-pre-ltwlin 8038  ax-pre-lttrn 8039  ax-pre-ltadd 8041

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 837  df-3or 982  df-3an 983  df-tru 1376  df-fal 1379  df-nf 1484  df-sb 1786  df-eu 2057  df-mo 2058  df-clab 2192  df-cleq 2198  df-clel 2201  df-nfc 2337  df-ne 2377  df-nel 2472  df-ral 2489  df-rex 2490  df-reu 2491  df-rmo 2492  df-rab 2493  df-v 2774  df-sbc 2999  df-csb 3094  df-dif 3168  df-un 3170  df-in 3172  df-ss 3179  df-nul 3461  df-if 3572  df-pw 3618  df-sn 3639  df-pr 3640  df-op 3642  df-uni 3851  df-int 3886  df-iun 3929  df-br 4045  df-opab 4106  df-mpt 4107  df-tr 4143  df-id 4340  df-iord 4413  df-on 4415  df-ilim 4416  df-suc 4418  df-iom 4639  df-xp 4681  df-rel 4682  df-cnv 4683  df-co 4684  df-dm 4685  df-rn 4686  df-res 4687  df-ima 4688  df-iota 5232  df-fun 5273  df-fn 5274  df-f 5275  df-f1 5276  df-fo 5277  df-f1o 5278  df-fv 5279  df-riota 5899  df-ov 5947  df-oprab 5948  df-mpo 5949  df-1st 6226  df-2nd 6227  df-recs 6391  df-frec 6477  df-map 6737  df-pnf 8109  df-mnf 8110  df-xr 8111  df-ltxr 8112  df-le 8113  df-sub 8245  df-neg 8246  df-inn 9037  df-2 9095  df-n0 9296  df-z 9373  df-uz 9649  df-seqfrec 10593  df-ndx 12835  df-slot 12836  df-base 12838  df-plusg 12922  df-0g 13090  df-mgm 13188  df-sgrp 13234  df-mnd 13249  df-mhm 13291  df-minusg 13336  df-mulg 13456

This theorem is referenced by:  ghmmulg  13592  lgseisenlem4  15550