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

Theorem ghmmulg 17880
Description: A homomorphism of monoids preserves group multiples. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ghmmulg.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
ghmmulg.s · = (.g𝐺)
ghmmulg.t × = (.g𝐻)
Assertion
Ref Expression
ghmmulg ((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))

Proof of Theorem ghmmulg
StepHypRef Expression
1 ghmmhm 17878 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) → 𝐹 ∈ (𝐺 MndHom 𝐻))
2 ghmmulg.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝐺)
3 ghmmulg.s . . . . . . 7 · = (.g𝐺)
4 ghmmulg.t . . . . . . 7 × = (.g𝐻)
52, 3, 4mhmmulg 17791 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (𝐺 MndHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0𝑋𝐵) → (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))
61, 5syl3an1 1166 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0𝑋𝐵) → (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))
763expa 1111 . . . 4 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑋𝐵) → (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))
87an32s 631 . . 3 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑋𝐵) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))
983adantl2 1172 . 2 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))
10 simpl1 1227 . . . . . . . 8 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → 𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻))
1110, 1syl 17 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → 𝐹 ∈ (𝐺 MndHom 𝐻))
12 nnnn0 11501 . . . . . . . 8 (-𝑁 ∈ ℕ → -𝑁 ∈ ℕ0)
1312ad2antll 708 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → -𝑁 ∈ ℕ0)
14 simpl3 1231 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → 𝑋𝐵)
152, 3, 4mhmmulg 17791 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ (𝐺 MndHom 𝐻) ∧ -𝑁 ∈ ℕ0𝑋𝐵) → (𝐹‘(-𝑁 · 𝑋)) = (-𝑁 × (𝐹𝑋)))
1611, 13, 14, 15syl3anc 1476 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (𝐹‘(-𝑁 · 𝑋)) = (-𝑁 × (𝐹𝑋)))
1716fveq2d 6336 . . . . 5 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → ((invg𝐻)‘(𝐹‘(-𝑁 · 𝑋))) = ((invg𝐻)‘(-𝑁 × (𝐹𝑋))))
18 ghmgrp1 17870 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) → 𝐺 ∈ Grp)
1910, 18syl 17 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → 𝐺 ∈ Grp)
20 nnz 11601 . . . . . . . 8 (-𝑁 ∈ ℕ → -𝑁 ∈ ℤ)
2120ad2antll 708 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → -𝑁 ∈ ℤ)
222, 3mulgcl 17767 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ -𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (-𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵)
2319, 21, 14, 22syl3anc 1476 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (-𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵)
24 eqid 2771 . . . . . . 7 (invg𝐺) = (invg𝐺)
25 eqid 2771 . . . . . . 7 (invg𝐻) = (invg𝐻)
262, 24, 25ghminv 17875 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ (-𝑁 · 𝑋) ∈ 𝐵) → (𝐹‘((invg𝐺)‘(-𝑁 · 𝑋))) = ((invg𝐻)‘(𝐹‘(-𝑁 · 𝑋))))
2710, 23, 26syl2anc 573 . . . . 5 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (𝐹‘((invg𝐺)‘(-𝑁 · 𝑋))) = ((invg𝐻)‘(𝐹‘(-𝑁 · 𝑋))))
28 ghmgrp2 17871 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) → 𝐻 ∈ Grp)
2910, 28syl 17 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → 𝐻 ∈ Grp)
30 eqid 2771 . . . . . . . . 9 (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
312, 30ghmf 17872 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) → 𝐹:𝐵⟶(Base‘𝐻))
3210, 31syl 17 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → 𝐹:𝐵⟶(Base‘𝐻))
3332, 14ffvelrnd 6503 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (𝐹𝑋) ∈ (Base‘𝐻))
3430, 4, 25mulgneg 17768 . . . . . 6 ((𝐻 ∈ Grp ∧ -𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝐹𝑋) ∈ (Base‘𝐻)) → (--𝑁 × (𝐹𝑋)) = ((invg𝐻)‘(-𝑁 × (𝐹𝑋))))
3529, 21, 33, 34syl3anc 1476 . . . . 5 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (--𝑁 × (𝐹𝑋)) = ((invg𝐻)‘(-𝑁 × (𝐹𝑋))))
3617, 27, 353eqtr4d 2815 . . . 4 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (𝐹‘((invg𝐺)‘(-𝑁 · 𝑋))) = (--𝑁 × (𝐹𝑋)))
372, 3, 24mulgneg 17768 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ -𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (--𝑁 · 𝑋) = ((invg𝐺)‘(-𝑁 · 𝑋)))
3819, 21, 14, 37syl3anc 1476 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (--𝑁 · 𝑋) = ((invg𝐺)‘(-𝑁 · 𝑋)))
39 simprl 754 . . . . . . . . 9 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → 𝑁 ∈ ℝ)
4039recnd 10270 . . . . . . . 8 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → 𝑁 ∈ ℂ)
4140negnegd 10585 . . . . . . 7 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → --𝑁 = 𝑁)
4241oveq1d 6808 . . . . . 6 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (--𝑁 · 𝑋) = (𝑁 · 𝑋))
4338, 42eqtr3d 2807 . . . . 5 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → ((invg𝐺)‘(-𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 · 𝑋))
4443fveq2d 6336 . . . 4 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (𝐹‘((invg𝐺)‘(-𝑁 · 𝑋))) = (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)))
4536, 44eqtr3d 2807 . . 3 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (--𝑁 × (𝐹𝑋)) = (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)))
4641oveq1d 6808 . . 3 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (--𝑁 × (𝐹𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))
4745, 46eqtr3d 2807 . 2 (((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)) → (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))
48 simp2 1131 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → 𝑁 ∈ ℤ)
49 elznn0nn 11593 . . 3 (𝑁 ∈ ℤ ↔ (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)))
5048, 49sylib 208 . 2 ((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ (𝑁 ∈ ℝ ∧ -𝑁 ∈ ℕ)))
519, 47, 50mpjaodan 943 1 ((𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑋𝐵) → (𝐹‘(𝑁 · 𝑋)) = (𝑁 × (𝐹𝑋)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382  wo 836  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145  wf 6027  cfv 6031  (class class class)co 6793  cr 10137  -cneg 10469  cn 11222  0cn0 11494  cz 11579  Basecbs 16064   MndHom cmhm 17541  Grpcgrp 17630  invgcminusg 17631  .gcmg 17748   GrpHom cghm 17865
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-iun 4656  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-er 7896  df-map 8011  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-nn 11223  df-n0 11495  df-z 11580  df-uz 11889  df-fz 12534  df-seq 13009  df-0g 16310  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-mhm 17543  df-grp 17633  df-minusg 17634  df-mulg 17749  df-ghm 17866
This theorem is referenced by:  ghmcyg  18504  mulgrhm2  20062  dchrabs  25206
  Copyright terms: Public domain W3C validator