Theorem frmdplusg 19100

Description: The monoid operation of a free monoid. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Sep-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 27-Feb-2016.) (Proof shortened by AV, 6-Nov-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
frmdbas.m	⊢ 𝑀 = (freeMnd‘𝐼)
frmdbas.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
frmdplusg.p	⊢ + = (+g‘𝑀)

Assertion

Ref	Expression
frmdplusg	⊢ + = ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))

Proof of Theorem frmdplusg

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frmdplusg.p	. . . 4 ⊢ + = (+g‘𝑀)
2		frmdbas.m	. . . . . 6 ⊢ 𝑀 = (freeMnd‘𝐼)
3		frmdbas.b	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
4	2, 3	frmdbas 19098	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ V → 𝐵 = Word 𝐼)
5		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))
6	2, 4, 5	frmdval 19097	. . . . 5 ⊢ (𝐼 ∈ V → 𝑀 = {⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩})
7	6	fveq2d 6920	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ V → (+g‘𝑀) = (+g‘{⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩}))
8	1, 7	eqtrid 2810	. . 3 ⊢ (𝐼 ∈ V → + = (+g‘{⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩}))
9		wrdexg 14710	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∈ V → Word 𝐼 ∈ V)
10		ccatfn 14758	. . . . . . 7 ⊢ ++ Fn (V × V)
11		xpss 5674	. . . . . . 7 ⊢ (𝐵 × 𝐵) ⊆ (V × V)
12		fnssres 6692	. . . . . . 7 ⊢ (( ++ Fn (V × V) ∧ (𝐵 × 𝐵) ⊆ (V × V)) → ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) Fn (𝐵 × 𝐵))
13	10, 11, 12	mp2an 705	. . . . . 6 ⊢ ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) Fn (𝐵 × 𝐵)
14		ovres 7618	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))𝑦) = (𝑥 ++ 𝑦))
15	2, 3	frmdelbas 19099	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵 → 𝑥 ∈ Word 𝐼)
16	2, 3	frmdelbas 19099	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → 𝑦 ∈ Word 𝐼)
17		ccatcl 14760	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑥 ∈ Word 𝐼 ∧ 𝑦 ∈ Word 𝐼) → (𝑥 ++ 𝑦) ∈ Word 𝐼)
18	15, 16, 17	syl2an 608	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥 ++ 𝑦) ∈ Word 𝐼)
19	14, 18	eqeltrd 2864	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))𝑦) ∈ Word 𝐼)
20	19	rgen2 3206	. . . . . 6 ⊢ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))𝑦) ∈ Word 𝐼
21		ffnov 7577	. . . . . 6 ⊢ (( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)):(𝐵 × 𝐵)⟶Word 𝐼 ↔ (( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) Fn (𝐵 × 𝐵) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑥( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))𝑦) ∈ Word 𝐼))
22	13, 20, 21	mpbir2an 724	. . . . 5 ⊢ ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)):(𝐵 × 𝐵)⟶Word 𝐼
23	3	fvexi 6930	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 ∈ V
24	23, 23	xpex 7799	. . . . 5 ⊢ (𝐵 × 𝐵) ∈ V
25		fex2 7982	. . . . 5 ⊢ ((( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)):(𝐵 × 𝐵)⟶Word 𝐼 ∧ (𝐵 × 𝐵) ∈ V ∧ Word 𝐼 ∈ V) → ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) ∈ V)
26	22, 24, 25	mp3an12 1481	. . . 4 ⊢ (Word 𝐼 ∈ V → ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) ∈ V)
27		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ {⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩} = {⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩}
28	27	grpplusg 17507	. . . 4 ⊢ (( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) ∈ V → ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) = (+g‘{⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩}))
29	9, 26, 28	3syl 19	. . 3 ⊢ (𝐼 ∈ V → ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) = (+g‘{⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩}))
30	8, 29	eqtr4d 2801	. 2 ⊢ (𝐼 ∈ V → + = ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)))
31		fvprc 6908	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → (freeMnd‘𝐼) = ∅)
32	2, 31	eqtrid 2810	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → 𝑀 = ∅)
33	32	fveq2d 6920	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → (+g‘𝑀) = (+g‘∅))
34	1, 33	eqtrid 2810	. . . 4 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → + = (+g‘∅))
35		res0 5990	. . . . 5 ⊢ ( ++ ↾ ∅) = ∅
36		plusgid 17501	. . . . . 6 ⊢ +g = Slot (+g‘ndx)
37	36	str0 17411	. . . . 5 ⊢ ∅ = (+g‘∅)
38	35, 37	eqtr2i 2787	. . . 4 ⊢ (+g‘∅) = ( ++ ↾ ∅)
39	34, 38	eqtrdi 2814	. . 3 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → + = ( ++ ↾ ∅))
40	32	fveq2d 6920	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → (Base‘𝑀) = (Base‘∅))
41		base0 17436	. . . . . . 7 ⊢ ∅ = (Base‘∅)
42	40, 3, 41	3eqtr4g 2823	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → 𝐵 = ∅)
43	42	xpeq2d 5688	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → (𝐵 × 𝐵) = (𝐵 × ∅))
44		xp0 5759	. . . . 5 ⊢ (𝐵 × ∅) = ∅
45	43, 44	eqtrdi 2814	. . . 4 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → (𝐵 × 𝐵) = ∅)
46	45	reseq2d 5986	. . 3 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ++ ↾ ∅))
47	39, 46	eqtr4d 2801	. 2 ⊢ (¬ 𝐼 ∈ V → + = ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵)))
48	30, 47	pm2.61i 184	1 ⊢ + = ( ++ ↾ (𝐵 × 𝐵))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  Vcvv 3454   ⊆ wss 3900  ∅c0 4281  {cpr 4590  ⟨cop 4840   × cxp 5656   ↾ cres 5660   Fn wfn 6561  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451  Word cword 14699   ++ cconcat 14756  ndxcnx 17415  Basecbs 17431  +_gcplusg 17472  freeMndcfrmd 19093

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-map 8887  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-n0 12647  df-z 12734  df-uz 13006  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-hash 14516  df-word 14700  df-concat 14757  df-struct 17369  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-plusg 17486  df-frmd 19095

This theorem is used by:  frmdadd  19101