Theorem efger 19691

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 19689	. . . 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 4320	. . . 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 232	. . 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 8648	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑟 → (𝑤 Er 𝑊 ↔ 𝑟 Er 𝑊))
6	5	ralab2 3645	. . . 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 483	. . . 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 1806	. . 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 8733	. . 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 698	. 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 19690	. . . 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 4996	. . . 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 2763	. . 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 8648	. . 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 232	1 ⊢ ∼ Er 𝑊

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 207   ∧ wa 396   = wceq 1547  ∃wex 1786  {cab 2718   ≠ wne 2935  ∀wral 3054   ∖ cdif 3887  ∅c0 4268  ⟨cop 4568  ⟨cotp 4570  ∩ cint 4884  ∩ ciin 4929   class class class wbr 5079   I cid 5519   × cxp 5623  ‘cfv 6492  (class class class)co 7363  1_oc1o 8395  2_oc2o 8396   Er wer 8637  0cc0 11036  ...cfz 13459  ♯chash 14290  Word cword 14473   splice csplice 14709  ⟨“cs2 14801   ~_FG cefg 19679

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-op 4569  df-ot 4571  df-uni 4846  df-int 4885  df-iun 4930  df-iin 4931  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  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 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-2o 8403  df-er 8640  df-map 8772  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-card 9861  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-n0 12436  df-z 12523  df-uz 12787  df-fz 13460  df-fzo 13607  df-hash 14291  df-word 14474  df-concat 14531  df-s1 14557  df-substr 14602  df-pfx 14632  df-splice 14710  df-s2 14808  df-efg 19682

This theorem is referenced by:  efginvrel2  19700  efgsrel  19707  efgredeu  19725  efgred2  19726  efgcpbllemb  19728  efgcpbl2  19730  frgpcpbl  19732  frgp0  19733  frgpadd  19736  frgpinv  19737  frgpmhm  19738  frgpuplem  19745  frgpupf  19746  frgpupval  19747  frgpup3lem  19750  frgpnabllem1  19846  frgpnabllem2  19847