Theorem efger 19684

Description: Value of the free group construction. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Sep-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 27-Feb-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
efgval.w	⊢ 𝑊 = ( I ‘Word (𝐼 × 2o))
efgval.r	⊢ ∼ = ( ~FG ‘𝐼)

Assertion

Ref	Expression
efger	⊢ ∼ Er 𝑊

Proof of Theorem efger

Dummy variables 𝑟 𝑦 𝑧 𝑛 𝑤 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		efgval.w	. . . . 5 ⊢ 𝑊 = ( I ‘Word (𝐼 × 2o))
2	1	efglem 19682	. . . 4 ⊢ ∃𝑟(𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))
3		abn0 4326	. . . 4 ⊢ ({𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))} ≠ ∅ ↔ ∃𝑟(𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩)))
4	2, 3	mpbir 231	. . 3 ⊢ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))} ≠ ∅
5		ereq1 8644	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑟 → (𝑤 Er 𝑊 ↔ 𝑟 Er 𝑊))
6	5	ralab2 3644	. . . 4 ⊢ (∀𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤 Er 𝑊 ↔ ∀𝑟((𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩)) → 𝑟 Er 𝑊))
7		simpl 482	. . . 4 ⊢ ((𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩)) → 𝑟 Er 𝑊)
8	6, 7	mpgbir 1801	. . 3 ⊢ ∀𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤 Er 𝑊
9		iiner 8729	. . 3 ⊢ (({𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))} ≠ ∅ ∧ ∀𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤 Er 𝑊) → ∩ 𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤 Er 𝑊)
10	4, 8, 9	mp2an 693	. 2 ⊢ ∩ 𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤 Er 𝑊
11		efgval.r	. . . . 5 ⊢ ∼ = ( ~FG ‘𝐼)
12	1, 11	efgval 19683	. . . 4 ⊢ ∼ = ∩ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}
13		intiin 5003	. . . 4 ⊢ ∩ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))} = ∩ 𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤
14	12, 13	eqtri 2760	. . 3 ⊢ ∼ = ∩ 𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤
15		ereq1 8644	. . 3 ⊢ ( ∼ = ∩ 𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤 → ( ∼ Er 𝑊 ↔ ∩ 𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤 Er 𝑊))
16	14, 15	ax-mp 5	. 2 ⊢ ( ∼ Er 𝑊 ↔ ∩ 𝑤 ∈ {𝑟 ∣ (𝑟 Er 𝑊 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑊 ∀𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑥))∀𝑦 ∈ 𝐼 ∀𝑧 ∈ 2o 𝑥𝑟(𝑥 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“⟨𝑦, 𝑧⟩⟨𝑦, (1o ∖ 𝑧)⟩”⟩⟩))}𝑤 Er 𝑊)
17	10, 16	mpbir 231	1 ⊢ ∼ Er 𝑊

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542  ∃wex 1781  {cab 2715   ≠ wne 2933  ∀wral 3052   ∖ cdif 3887  ∅c0 4274  ⟨cop 4574  ⟨cotp 4576  ∩ cint 4890  ∩ ciin 4935   class class class wbr 5086   I cid 5518   × cxp 5622  ‘cfv 6492  (class class class)co 7360  1_oc1o 8391  2_oc2o 8392   Er wer 8633  0cc0 11029  ...cfz 13452  ♯chash 14283  Word cword 14466   splice csplice 14702  ⟨“cs2 14794   ~_FG cefg 19672

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-op 4575  df-ot 4577  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-1o 8398  df-2o 8399  df-er 8636  df-map 8768  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-card 9854  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-nn 12166  df-n0 12429  df-z 12516  df-uz 12780  df-fz 13453  df-fzo 13600  df-hash 14284  df-word 14467  df-concat 14524  df-s1 14550  df-substr 14595  df-pfx 14625  df-splice 14703  df-s2 14801  df-efg 19675

This theorem is referenced by:  efginvrel2  19693  efgsrel  19700  efgredeu  19718  efgred2  19719  efgcpbllemb  19721  efgcpbl2  19723  frgpcpbl  19725  frgp0  19726  frgpadd  19729  frgpinv  19730  frgpmhm  19731  frgpuplem  19738  frgpupf  19739  frgpupval  19740  frgpup3lem  19743  frgpnabllem1  19839  frgpnabllem2  19840