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

Theorem frgpcpbl 19621
Description: Compatibility of the group operation with the free group equivalence relation. (Contributed by Mario Carneiro, 1-Oct-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 27-Feb-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
frgpval.m 𝐺 = (freeGrpβ€˜πΌ)
frgpval.b 𝑀 = (freeMndβ€˜(𝐼 Γ— 2o))
frgpval.r ∼ = ( ~FG β€˜πΌ)
frgpcpbl.p + = (+gβ€˜π‘€)
Assertion
Ref Expression
frgpcpbl ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ (𝐴 + 𝐡) ∼ (𝐢 + 𝐷))

Proof of Theorem frgpcpbl
Dummy variables π‘˜ π‘š 𝑛 𝑑 𝑣 𝑀 π‘₯ 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2732 . . 3 ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) = ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o))
2 frgpval.r . . 3 ∼ = ( ~FG β€˜πΌ)
3 eqid 2732 . . 3 (𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩) = (𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)
4 eqid 2732 . . 3 (𝑣 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€((𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©))) = (𝑣 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€((𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))
5 eqid 2732 . . 3 (( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) βˆ– βˆͺ π‘₯ ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o))ran ((𝑣 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€((𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))β€˜π‘₯)) = (( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) βˆ– βˆͺ π‘₯ ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o))ran ((𝑣 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€((𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))β€˜π‘₯))
6 eqid 2732 . . 3 (π‘š ∈ {𝑑 ∈ (Word ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) βˆ– {βˆ…}) ∣ ((π‘‘β€˜0) ∈ (( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) βˆ– βˆͺ π‘₯ ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o))ran ((𝑣 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€((𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))β€˜π‘₯)) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (1..^(β™―β€˜π‘‘))(π‘‘β€˜π‘˜) ∈ ran ((𝑣 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€((𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))β€˜(π‘‘β€˜(π‘˜ βˆ’ 1))))} ↦ (π‘šβ€˜((β™―β€˜π‘š) βˆ’ 1))) = (π‘š ∈ {𝑑 ∈ (Word ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) βˆ– {βˆ…}) ∣ ((π‘‘β€˜0) ∈ (( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) βˆ– βˆͺ π‘₯ ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o))ran ((𝑣 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€((𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))β€˜π‘₯)) ∧ βˆ€π‘˜ ∈ (1..^(β™―β€˜π‘‘))(π‘‘β€˜π‘˜) ∈ ran ((𝑣 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(β™―β€˜π‘£)), 𝑀 ∈ (𝐼 Γ— 2o) ↦ (𝑣 splice βŸ¨π‘›, 𝑛, βŸ¨β€œπ‘€((𝑦 ∈ 𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ βŸ¨π‘¦, (1o βˆ– 𝑧)⟩)β€˜π‘€)β€βŸ©βŸ©)))β€˜(π‘‘β€˜(π‘˜ βˆ’ 1))))} ↦ (π‘šβ€˜((β™―β€˜π‘š) βˆ’ 1)))
71, 2, 3, 4, 5, 6efgcpbl2 19619 . 2 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ (𝐴 ++ 𝐡) ∼ (𝐢 ++ 𝐷))
81, 2efger 19580 . . . . . 6 ∼ Er ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o))
98a1i 11 . . . . 5 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ ∼ Er ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)))
10 simpl 483 . . . . 5 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐴 ∼ 𝐢)
119, 10ercl 8710 . . . 4 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐴 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)))
121efgrcl 19577 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) β†’ (𝐼 ∈ V ∧ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) = Word (𝐼 Γ— 2o)))
1311, 12syl 17 . . . . . 6 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ (𝐼 ∈ V ∧ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) = Word (𝐼 Γ— 2o)))
1413simprd 496 . . . . 5 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) = Word (𝐼 Γ— 2o))
1513simpld 495 . . . . . . 7 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐼 ∈ V)
16 2on 8476 . . . . . . 7 2o ∈ On
17 xpexg 7733 . . . . . . 7 ((𝐼 ∈ V ∧ 2o ∈ On) β†’ (𝐼 Γ— 2o) ∈ V)
1815, 16, 17sylancl 586 . . . . . 6 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ (𝐼 Γ— 2o) ∈ V)
19 frgpval.b . . . . . . 7 𝑀 = (freeMndβ€˜(𝐼 Γ— 2o))
20 eqid 2732 . . . . . . 7 (Baseβ€˜π‘€) = (Baseβ€˜π‘€)
2119, 20frmdbas 18729 . . . . . 6 ((𝐼 Γ— 2o) ∈ V β†’ (Baseβ€˜π‘€) = Word (𝐼 Γ— 2o))
2218, 21syl 17 . . . . 5 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ (Baseβ€˜π‘€) = Word (𝐼 Γ— 2o))
2314, 22eqtr4d 2775 . . . 4 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)) = (Baseβ€˜π‘€))
2411, 23eleqtrd 2835 . . 3 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐴 ∈ (Baseβ€˜π‘€))
25 simpr 485 . . . . 5 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐡 ∼ 𝐷)
269, 25ercl 8710 . . . 4 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐡 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)))
2726, 23eleqtrd 2835 . . 3 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐡 ∈ (Baseβ€˜π‘€))
28 frgpcpbl.p . . . 4 + = (+gβ€˜π‘€)
2919, 20, 28frmdadd 18732 . . 3 ((𝐴 ∈ (Baseβ€˜π‘€) ∧ 𝐡 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (𝐴 + 𝐡) = (𝐴 ++ 𝐡))
3024, 27, 29syl2anc 584 . 2 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ (𝐴 + 𝐡) = (𝐴 ++ 𝐡))
319, 10ercl2 8712 . . . 4 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐢 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)))
3231, 23eleqtrd 2835 . . 3 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐢 ∈ (Baseβ€˜π‘€))
339, 25ercl2 8712 . . . 4 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐷 ∈ ( I β€˜Word (𝐼 Γ— 2o)))
3433, 23eleqtrd 2835 . . 3 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ 𝐷 ∈ (Baseβ€˜π‘€))
3519, 20, 28frmdadd 18732 . . 3 ((𝐢 ∈ (Baseβ€˜π‘€) ∧ 𝐷 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (𝐢 + 𝐷) = (𝐢 ++ 𝐷))
3632, 34, 35syl2anc 584 . 2 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ (𝐢 + 𝐷) = (𝐢 ++ 𝐷))
377, 30, 363brtr4d 5179 1 ((𝐴 ∼ 𝐢 ∧ 𝐡 ∼ 𝐷) β†’ (𝐴 + 𝐡) ∼ (𝐢 + 𝐷))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061  {crab 3432  Vcvv 3474   βˆ– cdif 3944  βˆ…c0 4321  {csn 4627  βŸ¨cop 4633  βŸ¨cotp 4635  βˆͺ ciun 4996   class class class wbr 5147   ↦ cmpt 5230   I cid 5572   Γ— cxp 5673  ran crn 5676  Oncon0 6361  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405   ∈ cmpo 7407  1oc1o 8455  2oc2o 8456   Er wer 8696  0cc0 11106  1c1 11107   βˆ’ cmin 11440  ...cfz 13480  ..^cfzo 13623  β™―chash 14286  Word cword 14460   ++ cconcat 14516   splice csplice 14695  βŸ¨β€œcs2 14788  Basecbs 17140  +gcplusg 17193  freeMndcfrmd 18724   ~FG cefg 19568  freeGrpcfrgp 19569
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-iin 4999  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-ec 8701  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  df-struct 17076  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-plusg 17206  df-frmd 18726  df-efg 19571
This theorem is referenced by:  frgp0  19622  frgpadd  19625
  Copyright terms: Public domain W3C validator