Theorem mhmmulg 13768

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 6041	. . . . . 6 |- ( n = 0 -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( 0 .x. X ) ) )
2		oveq1 6025	. . . . . 6 |- ( n = 0 -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( 0 .X. ( F ` X ) ) )
3	1, 2	eqeq12d 2246	. . . . 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 6041	. . . . . 6 |- ( n = m -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( m .x. X ) ) )
6		oveq1 6025	. . . . . 6 |- ( n = m -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( m .X. ( F ` X ) ) )
7	5, 6	eqeq12d 2246	. . . . 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 6041	. . . . . 6 |- ( n = ( m + 1 ) -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( ( m + 1 ) .x. X ) ) )
10		oveq1 6025	. . . . . 6 |- ( n = ( m + 1 ) -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( ( m + 1 ) .X. ( F ` X ) ) )
11	9, 10	eqeq12d 2246	. . . . 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 6041	. . . . . 6 |- ( n = N -> ( F ` ( n .x. X ) ) = ( F ` ( N .x. X ) ) )
14		oveq1 6025	. . . . . 6 |- ( n = N -> ( n .X. ( F ` X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) )
15	13, 14	eqeq12d 2246	. . . . 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 2231	. . . . . . 7 |- ( 0g ` G ) = ( 0g ` G )
18		eqid 2231	. . . . . . 7 |- ( 0g ` H ) = ( 0g ` H )
19	17, 18	mhm0 13569	. . . . . 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 13730	. . . . . . 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 5643	. . . . 5 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( 0 .x. X ) ) = ( F ` ( 0g ` G ) ) )
26		eqid 2231	. . . . . . . 8 |- ( Base ` H ) = ( Base ` H )
27	21, 26	mhmf 13566	. . . . . . 7 |- ( F e. ( G MndHom H ) -> F : B --> ( Base ` H ) )
28	27	ffvelcdmda 5782	. . . . . 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 13730	. . . . . 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 2274	. . . 4 |- ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( 0 .x. X ) ) = ( 0 .X. ( F ` X ) ) )
33		oveq1 6025	. . . . . . 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 13564	. . . . . . . . . . . 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 529	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> X e. B )
38		eqid 2231	. . . . . . . . . . . 12 |- ( +g ` G ) = ( +g ` G )
39	21, 22, 38	mulgnn0p1 13738	. . . . . . . . . . 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 1273	. . . . . . . . . 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 5643	. . . . . . . . 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 529	. . . . . . . . . . . 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 13743	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( G e. Mnd /\ m e. NN0 /\ X e. B ) -> ( m .x. X ) e. B )
47	43, 44, 45, 46	syl3anc 1273	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ m e. NN0 ) /\ X e. B ) -> ( m .x. X ) e. B )
48	47	an32s 570	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) /\ m e. NN0 ) -> ( m .x. X ) e. B )
49		eqid 2231	. . . . . . . . . . 11 |- ( +g ` H ) = ( +g ` H )
50	21, 38, 49	mhmlin 13568	. . . . . . . . . 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 1273	. . . . . . . . 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 2264	. . . . . . . 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 13565	. . . . . . . . . 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 13738	. . . . . . . . 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 1273	. . . . . . . 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 2246	. . . . . . 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 9594	. . 3 |- ( N e. NN0 -> ( ( F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) ) )
63	62	3impib 1227	. 2 |- ( ( N e. NN0 /\ F e. ( G MndHom H ) /\ X e. B ) -> ( F ` ( N .x. X ) ) = ( N .X. ( F ` X ) ) )
64	63	3com12 1233	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 1004   = wceq 1397   e. wcel 2202   ` cfv 5326  (class class class)co 6018   0cc0 8032   1c1 8033   + caddc 8035   NN0cn0 9402   Basecbs 13100   +g cplusg 13178   0gc0g 13357   Mndcmnd 13517   MndHom cmhm 13558  ._gcmg 13724

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 619  ax-in2 620  ax-io 716  ax-5 1495  ax-7 1496  ax-gen 1497  ax-ie1 1541  ax-ie2 1542  ax-8 1552  ax-10 1553  ax-11 1554  ax-i12 1555  ax-bndl 1557  ax-4 1558  ax-17 1574  ax-i9 1578  ax-ial 1582  ax-i5r 1583  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4204  ax-sep 4207  ax-nul 4215  ax-pow 4264  ax-pr 4299  ax-un 4530  ax-setind 4635  ax-iinf 4686  ax-cnex 8123  ax-resscn 8124  ax-1cn 8125  ax-1re 8126  ax-icn 8127  ax-addcl 8128  ax-addrcl 8129  ax-mulcl 8130  ax-addcom 8132  ax-addass 8134  ax-distr 8136  ax-i2m1 8137  ax-0lt1 8138  ax-0id 8140  ax-rnegex 8141  ax-cnre 8143  ax-pre-ltirr 8144  ax-pre-ltwlin 8145  ax-pre-lttrn 8146  ax-pre-ltadd 8148

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 842  df-3or 1005  df-3an 1006  df-tru 1400  df-fal 1403  df-nf 1509  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2363  df-ne 2403  df-nel 2498  df-ral 2515  df-rex 2516  df-reu 2517  df-rmo 2518  df-rab 2519  df-v 2804  df-sbc 3032  df-csb 3128  df-dif 3202  df-un 3204  df-in 3206  df-ss 3213  df-nul 3495  df-if 3606  df-pw 3654  df-sn 3675  df-pr 3676  df-op 3678  df-uni 3894  df-int 3929  df-iun 3972  df-br 4089  df-opab 4151  df-mpt 4152  df-tr 4188  df-id 4390  df-iord 4463  df-on 4465  df-ilim 4466  df-suc 4468  df-iom 4689  df-xp 4731  df-rel 4732  df-cnv 4733  df-co 4734  df-dm 4735  df-rn 4736  df-res 4737  df-ima 4738  df-iota 5286  df-fun 5328  df-fn 5329  df-f 5330  df-f1 5331  df-fo 5332  df-f1o 5333  df-fv 5334  df-riota 5971  df-ov 6021  df-oprab 6022  df-mpo 6023  df-1st 6303  df-2nd 6304  df-recs 6471  df-frec 6557  df-map 6819  df-pnf 8216  df-mnf 8217  df-xr 8218  df-ltxr 8219  df-le 8220  df-sub 8352  df-neg 8353  df-inn 9144  df-2 9202  df-n0 9403  df-z 9480  df-uz 9756  df-seqfrec 10711  df-ndx 13103  df-slot 13104  df-base 13106  df-plusg 13191  df-0g 13359  df-mgm 13457  df-sgrp 13503  df-mnd 13518  df-mhm 13560  df-minusg 13605  df-mulg 13725

This theorem is referenced by:  ghmmulg  13861  lgseisenlem4  15821