Theorem efger 19792

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 19790	. . . 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 4341	. . . 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 234	. . 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 8698	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑟 → (𝑤 Er 𝑊 ↔ 𝑟 Er 𝑊))
6	5	ralab2 3660	. . . 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 487	. . . 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 1829	. . 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 8783	. . 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 704	. 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 19791	. . . 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 5024	. . . 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 2786	. . 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 8698	. . 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 234	1 ⊢ ∼ Er 𝑊

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1570  ∃wex 1809  {cab 2741   ≠ wne 2958  ∀wral 3079   ∖ cdif 3902  ∅c0 4286  ⟨cop 4595  ⟨cotp 4597  ∩ cint 4912  ∩ ciin 4957   class class class wbr 5109   I cid 5555   × cxp 5659  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  1_oc1o 8442  2_oc2o 8443   Er wer 8687  0cc0 11104  ...cfz 13539  ♯chash 14371  Word cword 14555   splice csplice 14791  ⟨“cs2 14883   ~_FG cefg 19780

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11160  ax-resscn 11161  ax-1cn 11162  ax-icn 11163  ax-addcl 11164  ax-addrcl 11165  ax-mulcl 11166  ax-mulrcl 11167  ax-mulcom 11168  ax-addass 11169  ax-mulass 11170  ax-distr 11171  ax-i2m1 11172  ax-1ne0 11173  ax-1rid 11174  ax-rnegex 11175  ax-rrecex 11176  ax-cnre 11177  ax-pre-lttri 11178  ax-pre-lttrn 11179  ax-pre-ltadd 11180  ax-pre-mulgt0 11181

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-ot 4598  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-card 9930  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11447  df-neg 11448  df-nn 12238  df-n0 12509  df-z 12596  df-uz 12867  df-fz 13540  df-fzo 13688  df-hash 14372  df-word 14556  df-concat 14613  df-s1 14639  df-substr 14684  df-pfx 14714  df-splice 14792  df-s2 14890  df-efg 19783

This theorem is used by:  efginvrel2  19801  efgsrel  19808  efgredeu  19826  efgred2  19827  efgcpbllemb  19829  efgcpbl2  19831  frgpcpbl  19833  frgp0  19834  frgpadd  19837  frgpinv  19838  frgpmhm  19839  frgpuplem  19846  frgpupf  19847  frgpupval  19848  frgpup3lem  19851  frgpnabllem1  19947  frgpnabllem2  19948