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

Theorem frgpcpbl 18879
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 = (freeGrp‘𝐼)
frgpval.b 𝑀 = (freeMnd‘(𝐼 × 2o))
frgpval.r = ( ~FG𝐼)
frgpcpbl.p + = (+g𝑀)
Assertion
Ref Expression
frgpcpbl ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → (𝐴 + 𝐵) (𝐶 + 𝐷))

Proof of Theorem frgpcpbl
Dummy variables 𝑘 𝑚 𝑛 𝑡 𝑣 𝑤 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2821 . . 3 ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) = ( I ‘Word (𝐼 × 2o))
2 frgpval.r . . 3 = ( ~FG𝐼)
3 eqid 2821 . . 3 (𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩) = (𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)
4 eqid 2821 . . 3 (𝑣 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤((𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)‘𝑤)”⟩⟩))) = (𝑣 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤((𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)‘𝑤)”⟩⟩)))
5 eqid 2821 . . 3 (( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ∖ 𝑥 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o))ran ((𝑣 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤((𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)‘𝑤)”⟩⟩)))‘𝑥)) = (( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ∖ 𝑥 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o))ran ((𝑣 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤((𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)‘𝑤)”⟩⟩)))‘𝑥))
6 eqid 2821 . . 3 (𝑚 ∈ {𝑡 ∈ (Word ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ∖ {∅}) ∣ ((𝑡‘0) ∈ (( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ∖ 𝑥 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o))ran ((𝑣 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤((𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)‘𝑤)”⟩⟩)))‘𝑥)) ∧ ∀𝑘 ∈ (1..^(♯‘𝑡))(𝑡𝑘) ∈ ran ((𝑣 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤((𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)‘𝑤)”⟩⟩)))‘(𝑡‘(𝑘 − 1))))} ↦ (𝑚‘((♯‘𝑚) − 1))) = (𝑚 ∈ {𝑡 ∈ (Word ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ∖ {∅}) ∣ ((𝑡‘0) ∈ (( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ∖ 𝑥 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o))ran ((𝑣 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤((𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)‘𝑤)”⟩⟩)))‘𝑥)) ∧ ∀𝑘 ∈ (1..^(♯‘𝑡))(𝑡𝑘) ∈ ran ((𝑣 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) ↦ (𝑛 ∈ (0...(♯‘𝑣)), 𝑤 ∈ (𝐼 × 2o) ↦ (𝑣 splice ⟨𝑛, 𝑛, ⟨“𝑤((𝑦𝐼, 𝑧 ∈ 2o ↦ ⟨𝑦, (1o𝑧)⟩)‘𝑤)”⟩⟩)))‘(𝑡‘(𝑘 − 1))))} ↦ (𝑚‘((♯‘𝑚) − 1)))
71, 2, 3, 4, 5, 6efgcpbl2 18877 . 2 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → (𝐴 ++ 𝐵) (𝐶 ++ 𝐷))
81, 2efger 18838 . . . . . 6 Er ( I ‘Word (𝐼 × 2o))
98a1i 11 . . . . 5 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → Er ( I ‘Word (𝐼 × 2o)))
10 simpl 485 . . . . 5 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐴 𝐶)
119, 10ercl 8294 . . . 4 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐴 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)))
121efgrcl 18835 . . . . . . 7 (𝐴 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) → (𝐼 ∈ V ∧ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) = Word (𝐼 × 2o)))
1311, 12syl 17 . . . . . 6 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → (𝐼 ∈ V ∧ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) = Word (𝐼 × 2o)))
1413simprd 498 . . . . 5 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) = Word (𝐼 × 2o))
1513simpld 497 . . . . . . 7 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐼 ∈ V)
16 2on 8105 . . . . . . 7 2o ∈ On
17 xpexg 7467 . . . . . . 7 ((𝐼 ∈ V ∧ 2o ∈ On) → (𝐼 × 2o) ∈ V)
1815, 16, 17sylancl 588 . . . . . 6 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → (𝐼 × 2o) ∈ V)
19 frgpval.b . . . . . . 7 𝑀 = (freeMnd‘(𝐼 × 2o))
20 eqid 2821 . . . . . . 7 (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
2119, 20frmdbas 18011 . . . . . 6 ((𝐼 × 2o) ∈ V → (Base‘𝑀) = Word (𝐼 × 2o))
2218, 21syl 17 . . . . 5 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → (Base‘𝑀) = Word (𝐼 × 2o))
2314, 22eqtr4d 2859 . . . 4 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → ( I ‘Word (𝐼 × 2o)) = (Base‘𝑀))
2411, 23eleqtrd 2915 . . 3 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐴 ∈ (Base‘𝑀))
25 simpr 487 . . . . 5 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐵 𝐷)
269, 25ercl 8294 . . . 4 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐵 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)))
2726, 23eleqtrd 2915 . . 3 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐵 ∈ (Base‘𝑀))
28 frgpcpbl.p . . . 4 + = (+g𝑀)
2919, 20, 28frmdadd 18014 . . 3 ((𝐴 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝑀)) → (𝐴 + 𝐵) = (𝐴 ++ 𝐵))
3024, 27, 29syl2anc 586 . 2 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → (𝐴 + 𝐵) = (𝐴 ++ 𝐵))
319, 10ercl2 8296 . . . 4 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐶 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)))
3231, 23eleqtrd 2915 . . 3 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐶 ∈ (Base‘𝑀))
339, 25ercl2 8296 . . . 4 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐷 ∈ ( I ‘Word (𝐼 × 2o)))
3433, 23eleqtrd 2915 . . 3 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → 𝐷 ∈ (Base‘𝑀))
3519, 20, 28frmdadd 18014 . . 3 ((𝐶 ∈ (Base‘𝑀) ∧ 𝐷 ∈ (Base‘𝑀)) → (𝐶 + 𝐷) = (𝐶 ++ 𝐷))
3632, 34, 35syl2anc 586 . 2 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → (𝐶 + 𝐷) = (𝐶 ++ 𝐷))
377, 30, 363brtr4d 5090 1 ((𝐴 𝐶𝐵 𝐷) → (𝐴 + 𝐵) (𝐶 + 𝐷))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 398   = wceq 1533  wcel 2110  wral 3138  {crab 3142  Vcvv 3494  cdif 3932  c0 4290  {csn 4560  cop 4566  cotp 4568   ciun 4911   class class class wbr 5058  cmpt 5138   I cid 5453   × cxp 5547  ran crn 5550  Oncon0 6185  cfv 6349  (class class class)co 7150  cmpo 7152  1oc1o 8089  2oc2o 8090   Er wer 8280  0cc0 10531  1c1 10532  cmin 10864  ...cfz 12886  ..^cfzo 13027  chash 13684  Word cword 13855   ++ cconcat 13916   splice csplice 14105  ⟨“cs2 14197  Basecbs 16477  +gcplusg 16559  freeMndcfrmd 18006   ~FG cefg 18826  freeGrpcfrgp 18827
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2173  ax-ext 2793  ax-rep 5182  ax-sep 5195  ax-nul 5202  ax-pow 5258  ax-pr 5321  ax-un 7455  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3772  df-csb 3883  df-dif 3938  df-un 3940  df-in 3942  df-ss 3951  df-pss 3953  df-nul 4291  df-if 4467  df-pw 4540  df-sn 4561  df-pr 4563  df-tp 4565  df-op 4567  df-ot 4569  df-uni 4832  df-int 4869  df-iun 4913  df-iin 4914  df-br 5059  df-opab 5121  df-mpt 5139  df-tr 5165  df-id 5454  df-eprel 5459  df-po 5468  df-so 5469  df-fr 5508  df-we 5510  df-xp 5555  df-rel 5556  df-cnv 5557  df-co 5558  df-dm 5559  df-rn 5560  df-res 5561  df-ima 5562  df-pred 6142  df-ord 6188  df-on 6189  df-lim 6190  df-suc 6191  df-iota 6308  df-fun 6351  df-fn 6352  df-f 6353  df-f1 6354  df-fo 6355  df-f1o 6356  df-fv 6357  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-om 7575  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-1o 8096  df-2o 8097  df-oadd 8100  df-er 8283  df-ec 8285  df-map 8402  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-fin 8507  df-card 9362  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-nn 11633  df-2 11694  df-n0 11892  df-z 11976  df-uz 12238  df-fz 12887  df-fzo 13028  df-hash 13685  df-word 13856  df-concat 13917  df-s1 13944  df-substr 13997  df-pfx 14027  df-splice 14106  df-s2 14204  df-struct 16479  df-ndx 16480  df-slot 16481  df-base 16483  df-plusg 16572  df-frmd 18008  df-efg 18829
This theorem is referenced by:  frgp0  18880  frgpadd  18883
  Copyright terms: Public domain W3C validator