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

Theorem gsumwsubmcl 18791
Description: Closure of the composite in any submonoid. (Contributed by Stefan O'Rear, 15-Aug-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 1-Oct-2015.)
Assertion
Ref Expression
gsumwsubmcl ((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) ∈ 𝑆)

Proof of Theorem gsumwsubmcl
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 7423 . . . 4 (π‘Š = βˆ… β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) = (𝐺 Ξ£g βˆ…))
2 eqid 2725 . . . . 5 (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜πΊ)
32gsum0 18641 . . . 4 (𝐺 Ξ£g βˆ…) = (0gβ€˜πΊ)
41, 3eqtrdi 2781 . . 3 (π‘Š = βˆ… β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) = (0gβ€˜πΊ))
54eleq1d 2810 . 2 (π‘Š = βˆ… β†’ ((𝐺 Ξ£g π‘Š) ∈ 𝑆 ↔ (0gβ€˜πΊ) ∈ 𝑆))
6 eqid 2725 . . . 4 (Baseβ€˜πΊ) = (Baseβ€˜πΊ)
7 eqid 2725 . . . 4 (+gβ€˜πΊ) = (+gβ€˜πΊ)
8 submrcl 18756 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) β†’ 𝐺 ∈ Mnd)
98ad2antrr 724 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ 𝐺 ∈ Mnd)
10 lennncl 14514 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ Word 𝑆 ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (β™―β€˜π‘Š) ∈ β„•)
1110adantll 712 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (β™―β€˜π‘Š) ∈ β„•)
12 nnm1nn0 12541 . . . . . 6 ((β™―β€˜π‘Š) ∈ β„• β†’ ((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1) ∈ β„•0)
1311, 12syl 17 . . . . 5 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ ((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1) ∈ β„•0)
14 nn0uz 12892 . . . . 5 β„•0 = (β„€β‰₯β€˜0)
1513, 14eleqtrdi 2835 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ ((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1) ∈ (β„€β‰₯β€˜0))
16 wrdf 14499 . . . . . . 7 (π‘Š ∈ Word 𝑆 β†’ π‘Š:(0..^(β™―β€˜π‘Š))βŸΆπ‘†)
1716ad2antlr 725 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ π‘Š:(0..^(β™―β€˜π‘Š))βŸΆπ‘†)
1811nnzd 12613 . . . . . . . 8 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (β™―β€˜π‘Š) ∈ β„€)
19 fzoval 13663 . . . . . . . 8 ((β™―β€˜π‘Š) ∈ β„€ β†’ (0..^(β™―β€˜π‘Š)) = (0...((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1)))
2018, 19syl 17 . . . . . . 7 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (0..^(β™―β€˜π‘Š)) = (0...((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1)))
2120feq2d 6702 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (π‘Š:(0..^(β™―β€˜π‘Š))βŸΆπ‘† ↔ π‘Š:(0...((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1))βŸΆπ‘†))
2217, 21mpbid 231 . . . . 5 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ π‘Š:(0...((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1))βŸΆπ‘†)
236submss 18763 . . . . . 6 (𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) β†’ 𝑆 βŠ† (Baseβ€˜πΊ))
2423ad2antrr 724 . . . . 5 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ 𝑆 βŠ† (Baseβ€˜πΊ))
2522, 24fssd 6734 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ π‘Š:(0...((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1))⟢(Baseβ€˜πΊ))
266, 7, 9, 15, 25gsumval2 18643 . . 3 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) = (seq0((+gβ€˜πΊ), π‘Š)β€˜((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1)))
2722ffvelcdmda 7088 . . . 4 ((((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) ∧ π‘₯ ∈ (0...((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1))) β†’ (π‘Šβ€˜π‘₯) ∈ 𝑆)
287submcl 18766 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘₯ ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ 𝑆)
29283expb 1117 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ (π‘₯ ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ 𝑆)
3029ad4ant14 750 . . . 4 ((((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) ∧ (π‘₯ ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ 𝑆)
3115, 27, 30seqcl 14017 . . 3 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (seq0((+gβ€˜πΊ), π‘Š)β€˜((β™―β€˜π‘Š) βˆ’ 1)) ∈ 𝑆)
3226, 31eqeltrd 2825 . 2 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) ∈ 𝑆)
332subm0cl 18765 . . 3 (𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ 𝑆)
3433adantr 479 . 2 ((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ 𝑆)
355, 32, 34pm2.61ne 3017 1 ((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) ∈ 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2930   βŠ† wss 3940  βˆ…c0 4318  βŸΆwf 6538  β€˜cfv 6542  (class class class)co 7415  0cc0 11136  1c1 11137   βˆ’ cmin 11472  β„•cn 12240  β„•0cn0 12500  β„€cz 12586  β„€β‰₯cuz 12850  ...cfz 13514  ..^cfzo 13657  seqcseq 13996  β™―chash 14319  Word cword 14494  Basecbs 17177  +gcplusg 17230  0gc0g 17418   Ξ£g cgsu 17419  Mndcmnd 18691  SubMndcsubmnd 18736
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 2696  ax-rep 5280  ax-sep 5294  ax-nul 5301  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7737  ax-cnex 11192  ax-resscn 11193  ax-1cn 11194  ax-icn 11195  ax-addcl 11196  ax-addrcl 11197  ax-mulcl 11198  ax-mulrcl 11199  ax-mulcom 11200  ax-addass 11201  ax-mulass 11202  ax-distr 11203  ax-i2m1 11204  ax-1ne0 11205  ax-1rid 11206  ax-rnegex 11207  ax-rrecex 11208  ax-cnre 11209  ax-pre-lttri 11210  ax-pre-lttrn 11211  ax-pre-ltadd 11212  ax-pre-mulgt0 11213
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 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3770  df-csb 3886  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3957  df-pss 3960  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-int 4945  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5227  df-tr 5261  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7371  df-ov 7418  df-oprab 7419  df-mpo 7420  df-om 7868  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8388  df-rdg 8427  df-1o 8483  df-er 8721  df-en 8961  df-dom 8962  df-sdom 8963  df-fin 8964  df-card 9960  df-pnf 11278  df-mnf 11279  df-xr 11280  df-ltxr 11281  df-le 11282  df-sub 11474  df-neg 11475  df-nn 12241  df-2 12303  df-n0 12501  df-z 12587  df-uz 12851  df-fz 13515  df-fzo 13658  df-seq 13997  df-hash 14320  df-word 14495  df-sets 17130  df-slot 17148  df-ndx 17160  df-base 17178  df-ress 17207  df-plusg 17243  df-0g 17420  df-gsum 17421  df-mgm 18597  df-sgrp 18676  df-mnd 18692  df-submnd 18738
This theorem is referenced by:  gsumwcl  18793  gsumwspan  18800  frmdss2  18817  psgnunilem5  19451  cyc3genpm  32916
  Copyright terms: Public domain W3C validator