Theorem mhmmulg 13120

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 5920	. . . . . 6 |- ( n = 0 -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( 0 .x. X ) ) )
2		oveq1 5904	. . . . . 6 |- ( n = 0 -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( 0 .X. ( F ` X ) ) )
3	1, 2	eqeq12d 2204	. . . . 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 5920	. . . . . 6 |- ( n = m -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( m .x. X ) ) )
6		oveq1 5904	. . . . . 6 |- ( n = m -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) )
7	5, 6	eqeq12d 2204	. . . . 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 5920	. . . . . 6 |- ( n = ( m + 1 ) -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) )
10		oveq1 5904	. . . . . 6 |- ( n = ( m + 1 ) -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) )
11	9, 10	eqeq12d 2204	. . . . 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 5920	. . . . . 6 |- ( n = N -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( N .x. X ) ) )
14		oveq1 5904	. . . . . 6 |- ( n = N -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) )
15	13, 14	eqeq12d 2204	. . . . 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 2189	. . . . . . 7 |- ( 0g ` G ) = ( 0g ` G )
18		eqid 2189	. . . . . . 7 |- ( 0g ` H ) = ( 0g ` H )
19	17, 18	mhm0 12935	. . . . . 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 13082	. . . . . . 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 5538	. . . . 5 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( 0 .x. X ) ) = ( F ` ( 0g ` G ) ) )
26		eqid 2189	. . . . . . . 8 |- ( Base ` H ) = ( Base ` H )
27	21, 26	mhmf 12932	. . . . . . 7 |- ( F e. ( G MndHom H ) -> F : B --> ( Base ` H ) )
28	27	ffvelcdmda 5672	. . . . . 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 13082	. . . . . 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 2232	. . . 4 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( 0 .x. X ) ) = ( 0 .X. ( F ` X ) ) )
33		oveq1 5904	. . . . . . 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 12930	. . . . . . . . . . . 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 2189	. . . . . . . . . . . 12 |- ( +g ` G ) = ( +g ` G )
39	21, 22, 38	mulgnn0p1 13090	. . . . . . . . . . 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 1249	. . . . . . . . . 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 5538	. . . . . . . . 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 13095	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( G e. Mnd /\ m e. NN0 /\ X e. B ) -> ( m .x. X ) e. B )
47	43, 44, 45, 46	syl3anc 1249	. . . . . . . . . . 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 2189	. . . . . . . . . . 11 |- ( +g ` H ) = ( +g ` H )
50	21, 38, 49	mhmlin 12934	. . . . . . . . . 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 1249	. . . . . . . . 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 2222	. . . . . . . 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 12931	. . . . . . . . . 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 13090	. . . . . . . . 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 1249	. . . . . . . 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 2204	. . . . . . 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 9398	. . 3 |- ( N e. NN0 -> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) ) )
63	62	3impib 1203	. 2 |- ( ( N e. NN0 /\ F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) )
64	63	3com12 1209	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 980   = wceq 1364   e. wcel 2160   ` cfv 5235  (class class class)co 5897   0cc0 7842   1c1 7843   + caddc 7845   NN0cn0 9207   Basecbs 12515   +g cplusg 12592   0gc0g 12764   Mndcmnd 12892   MndHom cmhm 12924  ._gcmg 13076

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 710  ax-5 1458  ax-7 1459  ax-gen 1460  ax-ie1 1504  ax-ie2 1505  ax-8 1515  ax-10 1516  ax-11 1517  ax-i12 1518  ax-bndl 1520  ax-4 1521  ax-17 1537  ax-i9 1541  ax-ial 1545  ax-i5r 1546  ax-13 2162  ax-14 2163  ax-ext 2171  ax-coll 4133  ax-sep 4136  ax-nul 4144  ax-pow 4192  ax-pr 4227  ax-un 4451  ax-setind 4554  ax-iinf 4605  ax-cnex 7933  ax-resscn 7934  ax-1cn 7935  ax-1re 7936  ax-icn 7937  ax-addcl 7938  ax-addrcl 7939  ax-mulcl 7940  ax-addcom 7942  ax-addass 7944  ax-distr 7946  ax-i2m1 7947  ax-0lt1 7948  ax-0id 7950  ax-rnegex 7951  ax-cnre 7953  ax-pre-ltirr 7954  ax-pre-ltwlin 7955  ax-pre-lttrn 7956  ax-pre-ltadd 7958

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1472  df-sb 1774  df-eu 2041  df-mo 2042  df-clab 2176  df-cleq 2182  df-clel 2185  df-nfc 2321  df-ne 2361  df-nel 2456  df-ral 2473  df-rex 2474  df-reu 2475  df-rmo 2476  df-rab 2477  df-v 2754  df-sbc 2978  df-csb 3073  df-dif 3146  df-un 3148  df-in 3150  df-ss 3157  df-nul 3438  df-if 3550  df-pw 3592  df-sn 3613  df-pr 3614  df-op 3616  df-uni 3825  df-int 3860  df-iun 3903  df-br 4019  df-opab 4080  df-mpt 4081  df-tr 4117  df-id 4311  df-iord 4384  df-on 4386  df-ilim 4387  df-suc 4389  df-iom 4608  df-xp 4650  df-rel 4651  df-cnv 4652  df-co 4653  df-dm 4654  df-rn 4655  df-res 4656  df-ima 4657  df-iota 5196  df-fun 5237  df-fn 5238  df-f 5239  df-f1 5240  df-fo 5241  df-f1o 5242  df-fv 5243  df-riota 5852  df-ov 5900  df-oprab 5901  df-mpo 5902  df-1st 6166  df-2nd 6167  df-recs 6331  df-frec 6417  df-map 6677  df-pnf 8025  df-mnf 8026  df-xr 8027  df-ltxr 8028  df-le 8029  df-sub 8161  df-neg 8162  df-inn 8951  df-2 9009  df-n0 9208  df-z 9285  df-uz 9560  df-seqfrec 10479  df-ndx 12518  df-slot 12519  df-base 12521  df-plusg 12605  df-0g 12766  df-mgm 12835  df-sgrp 12880  df-mnd 12893  df-mhm 12926  df-minusg 12964  df-mulg 13077

This theorem is referenced by:  ghmmulg  13212