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

Theorem efgtlen 19688
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 19684 . . . . . . 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 493 . . . . . 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 5944 . . . . 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 2815 . . . 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 2728 . . . . 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 7459 . . . . 5 (𝑋 splice βŸ¨π‘Ž, π‘Ž, βŸ¨β€œπ‘(π‘€β€˜π‘)β€βŸ©βŸ©) ∈ V
119, 10elrnmpo 7563 . . . 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 6980 . . . . . . . . 9 ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) βŠ† Word (𝐼 Γ— 2o)
141, 13eqsstri 4016 . . . . . . . 8 π‘Š βŠ† Word (𝐼 Γ— 2o)
15 simpl 481 . . . . . . . 8 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ 𝑋 ∈ π‘Š)
1614, 15sselid 3980 . . . . . . 7 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ 𝑋 ∈ Word (𝐼 Γ— 2o))
17 elfzuz 13537 . . . . . . . . 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 13550 . . . . . . . 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 19675 . . . . . . . . . 10 𝑀:(𝐼 Γ— 2o)⟢(𝐼 Γ— 2o)
2423ffvelcdmi 7098 . . . . . . . . 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 14862 . . . . . . 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 14744 . . . . . 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 14880 . . . . . . . . . 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 12872 . . . . . . . . . . 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 11597 . . . . . . . . 9 ((𝑋 ∈ π‘Š ∧ (π‘Ž ∈ (0...(β™―β€˜π‘‹)) ∧ 𝑏 ∈ (𝐼 Γ— 2o))) β†’ (π‘Ž βˆ’ π‘Ž) = 0)
3329, 32oveq12d 7444 . . . . . . . 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 12325 . . . . . . . . 9 2 ∈ β„‚
3534subid1i 11570 . . . . . . . 8 (2 βˆ’ 0) = 2
3633, 35eqtrdi 2784 . . . . . . 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 7442 . . . . . 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 2768 . . . . 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 6911 . . . . 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 3209 . . 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 405 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 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆƒwrex 3067   βˆ– cdif 3946  βŸ¨cop 4638  βŸ¨cotp 4640   ↦ cmpt 5235   I cid 5579   Γ— cxp 5680  ran crn 5683  βŸΆwf 6549  β€˜cfv 6553  (class class class)co 7426   ∈ cmpo 7428  1oc1o 8486  2oc2o 8487  β„‚cc 11144  0cc0 11146   + caddc 11149   βˆ’ cmin 11482  2c2 12305  β„€β‰₯cuz 12860  ...cfz 13524  β™―chash 14329  Word cword 14504   splice csplice 14739  βŸ¨β€œcs2 14832   ~FG cefg 19668
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2699  ax-rep 5289  ax-sep 5303  ax-nul 5310  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7746  ax-cnex 11202  ax-resscn 11203  ax-1cn 11204  ax-icn 11205  ax-addcl 11206  ax-addrcl 11207  ax-mulcl 11208  ax-mulrcl 11209  ax-mulcom 11210  ax-addass 11211  ax-mulass 11212  ax-distr 11213  ax-i2m1 11214  ax-1ne0 11215  ax-1rid 11216  ax-rnegex 11217  ax-rrecex 11218  ax-cnre 11219  ax-pre-lttri 11220  ax-pre-lttrn 11221  ax-pre-ltadd 11222  ax-pre-mulgt0 11223
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4327  df-if 4533  df-pw 4608  df-sn 4633  df-pr 4635  df-op 4639  df-ot 4641  df-uni 4913  df-int 4954  df-iun 5002  df-br 5153  df-opab 5215  df-mpt 5236  df-tr 5270  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-pred 6310  df-ord 6377  df-on 6378  df-lim 6379  df-suc 6380  df-iota 6505  df-fun 6555  df-fn 6556  df-f 6557  df-f1 6558  df-fo 6559  df-f1o 6560  df-fv 6561  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-om 7877  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8293  df-wrecs 8324  df-recs 8398  df-rdg 8437  df-1o 8493  df-2o 8494  df-er 8731  df-map 8853  df-en 8971  df-dom 8972  df-sdom 8973  df-fin 8974  df-card 9970  df-pnf 11288  df-mnf 11289  df-xr 11290  df-ltxr 11291  df-le 11292  df-sub 11484  df-neg 11485  df-nn 12251  df-2 12313  df-n0 12511  df-z 12597  df-uz 12861  df-fz 13525  df-fzo 13668  df-hash 14330  df-word 14505  df-concat 14561  df-s1 14586  df-substr 14631  df-pfx 14661  df-splice 14740  df-s2 14839
This theorem is referenced by:  efgsfo  19701  efgredlemg  19704  efgredlemd  19706  efgredlem  19709  frgpnabllem1  19835
  Copyright terms: Public domain W3C validator