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

Theorem gsumwsubmcl 18718
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 7417 . . . 4 (π‘Š = βˆ… β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) = (𝐺 Ξ£g βˆ…))
2 eqid 2733 . . . . 5 (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜πΊ)
32gsum0 18603 . . . 4 (𝐺 Ξ£g βˆ…) = (0gβ€˜πΊ)
41, 3eqtrdi 2789 . . 3 (π‘Š = βˆ… β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) = (0gβ€˜πΊ))
54eleq1d 2819 . 2 (π‘Š = βˆ… β†’ ((𝐺 Ξ£g π‘Š) ∈ 𝑆 ↔ (0gβ€˜πΊ) ∈ 𝑆))
6 eqid 2733 . . . 4 (Baseβ€˜πΊ) = (Baseβ€˜πΊ)
7 eqid 2733 . . . 4 (+gβ€˜πΊ) = (+gβ€˜πΊ)
8 submrcl 18683 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) β†’ 𝐺 ∈ Mnd)
98ad2antrr 725 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ 𝐺 ∈ Mnd)
10 lennncl 14484 . . . . . . 7 ((π‘Š ∈ Word 𝑆 ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (β™―β€˜π‘Š) ∈ β„•)
1110adantll 713 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (β™―β€˜π‘Š) ∈ β„•)
12 nnm1nn0 12513 . . . . . 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 12864 . . . . 5 β„•0 = (β„€β‰₯β€˜0)
1513, 14eleqtrdi 2844 . . . 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 14469 . . . . . . 7 (π‘Š ∈ Word 𝑆 β†’ π‘Š:(0..^(β™―β€˜π‘Š))βŸΆπ‘†)
1716ad2antlr 726 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ π‘Š:(0..^(β™―β€˜π‘Š))βŸΆπ‘†)
1811nnzd 12585 . . . . . . . 8 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (β™―β€˜π‘Š) ∈ β„€)
19 fzoval 13633 . . . . . . . 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 6704 . . . . . 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 18690 . . . . . 6 (𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) β†’ 𝑆 βŠ† (Baseβ€˜πΊ))
2423ad2antrr 725 . . . . 5 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ 𝑆 βŠ† (Baseβ€˜πΊ))
2522, 24fssd 6736 . . . 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 18605 . . 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 7087 . . . 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 18693 . . . . . 6 ((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘₯ ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ 𝑆)
29283expb 1121 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ (π‘₯ ∈ 𝑆 ∧ 𝑦 ∈ 𝑆)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ 𝑆)
3029ad4ant14 751 . . . 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 13988 . . 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 2834 . 2 (((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) ∧ π‘Š β‰  βˆ…) β†’ (𝐺 Ξ£g π‘Š) ∈ 𝑆)
332subm0cl 18692 . . 3 (𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ 𝑆)
3433adantr 482 . 2 ((𝑆 ∈ (SubMndβ€˜πΊ) ∧ π‘Š ∈ Word 𝑆) β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ 𝑆)
355, 32, 34pm2.61ne 3028 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 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   β‰  wne 2941   βŠ† wss 3949  βˆ…c0 4323  βŸΆwf 6540  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  0cc0 11110  1c1 11111   βˆ’ cmin 11444  β„•cn 12212  β„•0cn0 12472  β„€cz 12558  β„€β‰₯cuz 12822  ...cfz 13484  ..^cfzo 13627  seqcseq 13966  β™―chash 14290  Word cword 14464  Basecbs 17144  +gcplusg 17197  0gc0g 17385   Ξ£g cgsu 17386  Mndcmnd 18625  SubMndcsubmnd 18670
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12213  df-2 12275  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-seq 13967  df-hash 14291  df-word 14465  df-sets 17097  df-slot 17115  df-ndx 17127  df-base 17145  df-ress 17174  df-plusg 17210  df-0g 17387  df-gsum 17388  df-mgm 18561  df-sgrp 18610  df-mnd 18626  df-submnd 18672
This theorem is referenced by:  gsumwcl  18720  gsumwspan  18727  frmdss2  18744  psgnunilem5  19362  cyc3genpm  32311
  Copyright terms: Public domain W3C validator