Theorem ghmlin 13793

Description: A homomorphism of groups is linear. (Contributed by Stefan O'Rear, 31-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
ghmlin.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝑆)
ghmlin.a	⊢ + = (+g‘𝑆)
ghmlin.b	⊢ ⨣ = (+g‘𝑇)

Assertion

Ref	Expression
ghmlin	⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ∧ 𝑈 ∈ 𝑋 ∧ 𝑉 ∈ 𝑋) → (𝐹‘(𝑈 + 𝑉)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑉)))

Proof of Theorem ghmlin

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ghmlin.x	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝑆)
2		eqid 2229	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑇) = (Base‘𝑇)
3		ghmlin.a	. . . . . 6 ⊢ + = (+g‘𝑆)
4		ghmlin.b	. . . . . 6 ⊢ ⨣ = (+g‘𝑇)
5	1, 2, 3, 4	isghm 13788	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↔ ((𝑆 ∈ Grp ∧ 𝑇 ∈ Grp) ∧ (𝐹:𝑋⟶(Base‘𝑇) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝑋 ∀𝑏 ∈ 𝑋 (𝐹‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝐹‘𝑎) ⨣ (𝐹‘𝑏)))))
6	5	simprbi 275	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) → (𝐹:𝑋⟶(Base‘𝑇) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝑋 ∀𝑏 ∈ 𝑋 (𝐹‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝐹‘𝑎) ⨣ (𝐹‘𝑏))))
7	6	simprd 114	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) → ∀𝑎 ∈ 𝑋 ∀𝑏 ∈ 𝑋 (𝐹‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝐹‘𝑎) ⨣ (𝐹‘𝑏)))
8		fvoveq1 6030	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝑈 → (𝐹‘(𝑎 + 𝑏)) = (𝐹‘(𝑈 + 𝑏)))
9		fveq2 5629	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = 𝑈 → (𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑈))
10	9	oveq1d 6022	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 𝑈 → ((𝐹‘𝑎) ⨣ (𝐹‘𝑏)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑏)))
11	8, 10	eqeq12d 2244	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 𝑈 → ((𝐹‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝐹‘𝑎) ⨣ (𝐹‘𝑏)) ↔ (𝐹‘(𝑈 + 𝑏)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑏))))
12		oveq2 6015	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝑉 → (𝑈 + 𝑏) = (𝑈 + 𝑉))
13	12	fveq2d 5633	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑉 → (𝐹‘(𝑈 + 𝑏)) = (𝐹‘(𝑈 + 𝑉)))
14		fveq2 5629	. . . . . 6 ⊢ (𝑏 = 𝑉 → (𝐹‘𝑏) = (𝐹‘𝑉))
15	14	oveq2d 6023	. . . . 5 ⊢ (𝑏 = 𝑉 → ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑏)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑉)))
16	13, 15	eqeq12d 2244	. . . 4 ⊢ (𝑏 = 𝑉 → ((𝐹‘(𝑈 + 𝑏)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑏)) ↔ (𝐹‘(𝑈 + 𝑉)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑉))))
17	11, 16	rspc2v 2920	. . 3 ⊢ ((𝑈 ∈ 𝑋 ∧ 𝑉 ∈ 𝑋) → (∀𝑎 ∈ 𝑋 ∀𝑏 ∈ 𝑋 (𝐹‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝐹‘𝑎) ⨣ (𝐹‘𝑏)) → (𝐹‘(𝑈 + 𝑉)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑉))))
18	7, 17	mpan9 281	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ∧ (𝑈 ∈ 𝑋 ∧ 𝑉 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘(𝑈 + 𝑉)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑉)))
19	18	3impb 1223	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ∧ 𝑈 ∈ 𝑋 ∧ 𝑉 ∈ 𝑋) → (𝐹‘(𝑈 + 𝑉)) = ((𝐹‘𝑈) ⨣ (𝐹‘𝑉)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ∧ w3a 1002   = wceq 1395   ∈ wcel 2200  ∀wral 2508  ⟶wf 5314  ‘cfv 5318  (class class class)co 6007  Basecbs 13040  +_gcplusg 13118  Grpcgrp 13541   GrpHom cghm 13785

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 617  ax-in2 618  ax-io 714  ax-5 1493  ax-7 1494  ax-gen 1495  ax-ie1 1539  ax-ie2 1540  ax-8 1550  ax-10 1551  ax-11 1552  ax-i12 1553  ax-bndl 1555  ax-4 1556  ax-17 1572  ax-i9 1576  ax-ial 1580  ax-i5r 1581  ax-13 2202  ax-14 2203  ax-ext 2211  ax-coll 4199  ax-sep 4202  ax-pow 4258  ax-pr 4293  ax-un 4524  ax-setind 4629  ax-cnex 8098  ax-resscn 8099  ax-1re 8101  ax-addrcl 8104

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 1004  df-tru 1398  df-fal 1401  df-nf 1507  df-sb 1809  df-eu 2080  df-mo 2081  df-clab 2216  df-cleq 2222  df-clel 2225  df-nfc 2361  df-ne 2401  df-ral 2513  df-rex 2514  df-reu 2515  df-rab 2517  df-v 2801  df-sbc 3029  df-csb 3125  df-dif 3199  df-un 3201  df-in 3203  df-ss 3210  df-pw 3651  df-sn 3672  df-pr 3673  df-op 3675  df-uni 3889  df-int 3924  df-iun 3967  df-br 4084  df-opab 4146  df-mpt 4147  df-id 4384  df-xp 4725  df-rel 4726  df-cnv 4727  df-co 4728  df-dm 4729  df-rn 4730  df-res 4731  df-ima 4732  df-iota 5278  df-fun 5320  df-fn 5321  df-f 5322  df-f1 5323  df-fo 5324  df-f1o 5325  df-fv 5326  df-ov 6010  df-oprab 6011  df-mpo 6012  df-inn 9119  df-ndx 13043  df-slot 13044  df-base 13046  df-ghm 13786

This theorem is referenced by:  ghmid  13794  ghminv  13795  ghmsub  13796  ghmmhm  13798  ghmrn  13802  resghm  13805  ghmpreima  13811  ghmnsgima  13813  ghmnsgpreima  13814  ghmf1o  13820  invghm  13874  rhmopp  14148