MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  efgtlen Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem efgtlen 19588
Description: Value of the free group construction. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
efgval.w π‘Š = ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o))
efgval.r ∼ = ( ~FG β€˜πΌ)
efgval2.m 𝑀 = (𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)
efgval2.t 𝑇 = (𝑣 ∈ π‘Š ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€(π‘€β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))
Assertion
Ref Expression
efgtlen ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ 𝐴 ∈ ran (π‘‡β€˜π‘‹)) β†’ (β™―β€˜π΄) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2))
Distinct variable groups:   𝑦,𝑧   𝑣,𝑛,𝑀,𝑦,𝑧   𝑛,𝑀,𝑣,𝑀   𝑛,π‘Š,𝑣,𝑀,𝑦,𝑧   𝑦, ∼ ,𝑧   𝑛,𝐼,𝑣,𝑀,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑦,𝑧,𝑀,𝑣,𝑛)   ∼ (𝑀,𝑣,𝑛)   𝑇(𝑦,𝑧,𝑀,𝑣,𝑛)   𝑀(𝑦,𝑧)   𝑋(𝑦,𝑧,𝑀,𝑣,𝑛)

Proof of Theorem efgtlen
Dummy variables π‘Ž 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 efgval.w . . . . . . . 8 π‘Š = ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o))
2 efgval.r . . . . . . . 8 ∼ = ( ~FG β€˜πΌ)
3 efgval2.m . . . . . . . 8 𝑀 = (𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)
4 efgval2.t . . . . . . . 8 𝑇 = (𝑣 ∈ π‘Š ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€(π‘€β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))
51, 2, 3, 4efgtf 19584 . . . . . . 7 (𝑋 ∈ π‘Š β†’ ((π‘‡β€˜π‘‹) = (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)), 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)) ∧ (π‘‡β€˜π‘‹):((0...(β™―β€˜π‘‹)) Γ— (𝐼 Γ— 2o))βŸΆπ‘Š))
65simpld 495 . . . . . 6 (𝑋 ∈ π‘Š β†’ (π‘‡β€˜π‘‹) = (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)), 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)))
76rneqd 5935 . . . . 5 (𝑋 ∈ π‘Š β†’ ran (π‘‡β€˜π‘‹) = ran (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)), 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)))
87eleq2d 2819 . . . 4 (𝑋 ∈ π‘Š β†’ (𝐴 ∈ ran (π‘‡β€˜π‘‹) ↔ 𝐴 ∈ ran (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)), 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©))))
9 eqid 2732 . . . . 5 (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)), 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)) = (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)), 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©))
10 ovex 7438 . . . . 5 (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©) ∈ V
119, 10elrnmpo 7541 . . . 4 (𝐴 ∈ ran (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)), 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)) ↔ βˆƒπ‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹))βˆƒπ‘ ∈ (𝐼 Γ— 2o)𝐴 = (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©))
128, 11bitrdi 286 . . 3 (𝑋 ∈ π‘Š β†’ (𝐴 ∈ ran (π‘‡β€˜π‘‹) ↔ βˆƒπ‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹))βˆƒπ‘ ∈ (𝐼 Γ— 2o)𝐴 = (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)))
13 fviss 6965 . . . . . . . . 9 ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) βŠ† Word (𝐼 Γ— 2o)
141, 13eqsstri 4015 . . . . . . . 8 π‘Š βŠ† Word (𝐼 Γ— 2o)
15 simpl 483 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ 𝑋 ∈ π‘Š)
1614, 15sselid 3979 . . . . . . 7 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ 𝑋 ∈ Word (𝐼 Γ— 2o))
17 elfzuz 13493 . . . . . . . . 9 (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) β†’ π‘Ž ∈ (β„€β‰₯β€˜0))
1817ad2antrl 726 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ π‘Ž ∈ (β„€β‰₯β€˜0))
19 eluzfz2b 13506 . . . . . . . 8 (π‘Ž ∈ (β„€β‰₯β€˜0) ↔ π‘Ž ∈ (0...π‘Ž))
2018, 19sylib 217 . . . . . . 7 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ π‘Ž ∈ (0...π‘Ž))
21 simprl 769 . . . . . . 7 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)))
22 simprr 771 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))
233efgmf 19575 . . . . . . . . . 10 𝑀:(𝐼 Γ— 2o)⟢(𝐼 Γ— 2o)
2423ffvelcdmi 7082 . . . . . . . . 9 (𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o) β†’ (π‘€β€˜π‘) ∈ (𝐼 Γ— 2o))
2522, 24syl 17 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ (π‘€β€˜π‘) ∈ (𝐼 Γ— 2o))
2622, 25s2cld 14818 . . . . . . 7 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ© ∈ Word (𝐼 Γ— 2o))
2716, 20, 21, 26spllen 14700 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ (β™―β€˜(𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)) = ((β™―β€˜π‘‹) + ((β™―β€˜βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©) βˆ’ (π‘Ž βˆ’ π‘Ž))))
28 s2len 14836 . . . . . . . . . 10 (β™―β€˜βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©) = 2
2928a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ (β™―β€˜βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©) = 2)
30 eluzelcn 12830 . . . . . . . . . . 11 (π‘Ž ∈ (β„€β‰₯β€˜0) β†’ π‘Ž ∈ β„‚)
3118, 30syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ π‘Ž ∈ β„‚)
3231subidd 11555 . . . . . . . . 9 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ (π‘Ž βˆ’ π‘Ž) = 0)
3329, 32oveq12d 7423 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ ((β™―β€˜βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©) βˆ’ (π‘Ž βˆ’ π‘Ž)) = (2 βˆ’ 0))
34 2cn 12283 . . . . . . . . 9 2 ∈ β„‚
3534subid1i 11528 . . . . . . . 8 (2 βˆ’ 0) = 2
3633, 35eqtrdi 2788 . . . . . . 7 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ ((β™―β€˜βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©) βˆ’ (π‘Ž βˆ’ π‘Ž)) = 2)
3736oveq2d 7421 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ ((β™―β€˜π‘‹) + ((β™―β€˜βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©) βˆ’ (π‘Ž βˆ’ π‘Ž))) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2))
3827, 37eqtrd 2772 . . . . 5 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ (β™―β€˜(𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2))
39 fveqeq2 6897 . . . . 5 (𝐴 = (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©) β†’ ((β™―β€˜π΄) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2) ↔ (β™―β€˜(𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©)) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2)))
4038, 39syl5ibrcom 246 . . . 4 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ (𝐴 = (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©) β†’ (β™―β€˜π΄) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2)))
4140rexlimdvva 3211 . . 3 (𝑋 ∈ π‘Š β†’ (βˆƒπ‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹))βˆƒπ‘ ∈ (𝐼 Γ— 2o)𝐴 = (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©) β†’ (β™―β€˜π΄) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2)))
4212, 41sylbid 239 . 2 (𝑋 ∈ π‘Š β†’ (𝐴 ∈ ran (π‘‡β€˜π‘‹) β†’ (β™―β€˜π΄) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2)))
4342imp 407 1 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ 𝐴 ∈ ran (π‘‡β€˜π‘‹)) β†’ (β™―β€˜π΄) = ((β™―β€˜π‘‹) + 2))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆƒwrex 3070   βˆ– cdif 3944  βŸ¨cop 4633  βŸ¨cotp 4635   ↦ cmpt 5230   I cid 5572   Γ— cxp 5673  ran crn 5676  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405   ∈ cmpo 7407  1oc1o 8455  2oc2o 8456  β„‚cc 11104  0cc0 11106   + caddc 11109   βˆ’ cmin 11440  2c2 12263  β„€β‰₯cuz 12818  ...cfz 13480  β™―chash 14286  Word cword 14460   splice csplice 14695  βŸ¨β€œcs2 14788   ~FG cefg 19568
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-ot 4636  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-map 8818  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-hash 14287  df-word 14461  df-concat 14517  df-s1 14542  df-substr 14587  df-pfx 14617  df-splice 14696  df-s2 14795
This theorem is referenced by:  efgsfo  19601  efgredlemg  19604  efgredlemd  19606  efgredlem  19609  frgpnabllem1  19735
  Copyright terms: Public domain W3C validator