Theorem mndind 18841

Description: Induction in a monoid. In this theorem, 𝜓(𝑥) is the "generic" proposition to be be proved (the first four hypotheses tell its values at y, y+z, 0, A respectively). The two induction hypotheses mndind.i1 and mndind.i2 tell that it is true at 0, that if it is true at y then it is true at y+z (provided z is in 𝐺). The hypothesis mndind.k tells that 𝐺 is generating. (Contributed by SO, 14-Jul-2018.)

Hypotheses

Ref	Expression
mndind.ch	⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝜓 ↔ 𝜒))
mndind.th	⊢ (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → (𝜓 ↔ 𝜃))
mndind.ta	⊢ (𝑥 = 0 → (𝜓 ↔ 𝜏))
mndind.et	⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝜓 ↔ 𝜂))
mndind.0g	⊢ 0 = (0g‘𝑀)
mndind.pg	⊢ + = (+g‘𝑀)
mndind.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
mndind.m	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Mnd)
mndind.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ⊆ 𝐵)
mndind.k	⊢ (𝜑 → 𝐵 = ((mrCls‘(SubMnd‘𝑀))‘𝐺))
mndind.i1	⊢ (𝜑 → 𝜏)
mndind.i2	⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) ∧ 𝜒) → 𝜃)
mndind.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
mndind	⊢ (𝜑 → 𝜂)

Distinct variable groups:   𝜑,𝑥,𝑦,𝑧   𝜓,𝑦,𝑧   𝜒,𝑥,𝑧   𝜃,𝑥   𝑥, 0   𝑥,𝐴   𝜏,𝑥   𝜂,𝑥   𝑦,𝐺,𝑧   𝑦,𝐵,𝑧   𝑥, + ,𝑦,𝑧

Allowed substitution hints:   𝜓(𝑥)   𝜒(𝑦)   𝜃(𝑦,𝑧)   𝜏(𝑦,𝑧)   𝜂(𝑦,𝑧)   𝐴(𝑦,𝑧)   𝐵(𝑥)   𝐺(𝑥)   𝑀(𝑥,𝑦,𝑧)   0 (𝑦,𝑧)

Proof of Theorem mndind

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 𝑑 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mndind.i1	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝜏)
2		mndind.m	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Mnd)
3		mndind.b	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
4		mndind.0g	. . . . . . 7 ⊢ 0 = (0g‘𝑀)
5	3, 4	mndidcl 18762	. . . . . 6 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → 0 ∈ 𝐵)
6	2, 5	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 0 ∈ 𝐵)
7		mndind.ta	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝜓 ↔ 𝜏))
8	7	sbcieg 3828	. . . . 5 ⊢ ( 0 ∈ 𝐵 → ([ 0 / 𝑥]𝜓 ↔ 𝜏))
9	6, 8	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ([ 0 / 𝑥]𝜓 ↔ 𝜏))
10	1, 9	mpbird 257	. . 3 ⊢ (𝜑 → [ 0 / 𝑥]𝜓)
11		dfsbcq 3790	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 0 → ([𝑎 / 𝑥]𝜓 ↔ [ 0 / 𝑥]𝜓))
12		oveq1 7438	. . . . . 6 ⊢ (𝑎 = 0 → (𝑎 + 𝐴) = ( 0 + 𝐴))
13	12	sbceq1d 3793	. . . . 5 ⊢ (𝑎 = 0 → ([(𝑎 + 𝐴) / 𝑥]𝜓 ↔ [( 0 + 𝐴) / 𝑥]𝜓))
14	11, 13	imbi12d 344	. . . 4 ⊢ (𝑎 = 0 → (([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝐴) / 𝑥]𝜓) ↔ ([ 0 / 𝑥]𝜓 → [( 0 + 𝐴) / 𝑥]𝜓)))
15		mndind.k	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐵 = ((mrCls‘(SubMnd‘𝑀))‘𝐺))
16	3	submacs 18840	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑀 ∈ Mnd → (SubMnd‘𝑀) ∈ (ACS‘𝐵))
17	2, 16	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (SubMnd‘𝑀) ∈ (ACS‘𝐵))
18	17	acsmred 17699	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (SubMnd‘𝑀) ∈ (Moore‘𝐵))
19		mndind.g	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ⊆ 𝐵)
20		eleq1w 2824	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 = 𝑎 → (𝑦 ∈ 𝐵 ↔ 𝑎 ∈ 𝐵))
21	20	anbi2d 630	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = 𝑎 → (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) ∧ 𝑎 ∈ 𝐵)))
22		vex 3484	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ 𝑦 ∈ V
23		mndind.ch	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝜓 ↔ 𝜒))
24	22, 23	sbcie 3830	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ([𝑦 / 𝑥]𝜓 ↔ 𝜒)
25		dfsbcq 3790	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 = 𝑎 → ([𝑦 / 𝑥]𝜓 ↔ [𝑎 / 𝑥]𝜓))
26	24, 25	bitr3id 285	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 = 𝑎 → (𝜒 ↔ [𝑎 / 𝑥]𝜓))
27		oveq1 7438	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑦 = 𝑎 → (𝑦 + 𝑏) = (𝑎 + 𝑏))
28	27	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 = 𝑎 → ([(𝑦 + 𝑏) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓))
29	26, 28	imbi12d 344	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = 𝑎 → ((𝜒 → [(𝑦 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)))
30	21, 29	imbi12d 344	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = 𝑎 → ((((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝜒 → [(𝑦 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)) ↔ (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓))))
31		eleq1w 2824	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → (𝑧 ∈ 𝐺 ↔ 𝑏 ∈ 𝐺))
32	31	anbi2d 630	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → ((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) ↔ (𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺)))
33	32	anbi1d 631	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ↔ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)))
34		ovex 7464	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑦 + 𝑧) ∈ V
35		mndind.th	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 𝑧) → (𝜓 ↔ 𝜃))
36	34, 35	sbcie 3830	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ([(𝑦 + 𝑧) / 𝑥]𝜓 ↔ 𝜃)
37		oveq2 7439	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → (𝑦 + 𝑧) = (𝑦 + 𝑏))
38	37	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → ([(𝑦 + 𝑧) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑦 + 𝑏) / 𝑥]𝜓))
39	36, 38	bitr3id 285	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → (𝜃 ↔ [(𝑦 + 𝑏) / 𝑥]𝜓))
40	39	imbi2d 340	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → ((𝜒 → 𝜃) ↔ (𝜒 → [(𝑦 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)))
41	33, 40	imbi12d 344	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑧 = 𝑏 → ((((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝜒 → 𝜃)) ↔ (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝜒 → [(𝑦 + 𝑏) / 𝑥]𝜓))))
42		mndind.i2	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) ∧ 𝜒) → 𝜃)
43	42	ex 412	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → (𝜒 → 𝜃))
44	43	3expa 1119	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) → (𝜒 → 𝜃))
45	44	an32s 652	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑧 ∈ 𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝜒 → 𝜃))
46	41, 45	chvarvv 1998	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝜒 → [(𝑦 + 𝑏) / 𝑥]𝜓))
47	30, 46	chvarvv 1998	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓))
48	47	ralrimiva 3146	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐺) → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓))
49	19, 48	ssrabdv 4074	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ⊆ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)})
50		mndind.pg	. . . . . . . . 9 ⊢ + = (+g‘𝑀)
51	3, 50, 4	mndrid 18768	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → (𝑎 + 0 ) = 𝑎)
52	2, 51	sylan 580	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → (𝑎 + 0 ) = 𝑎)
53	52	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → ([(𝑎 + 0 ) / 𝑥]𝜓 ↔ [𝑎 / 𝑥]𝜓))
54	53	biimprd 248	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐵) → ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 0 ) / 𝑥]𝜓))
55	54	ralrimiva 3146	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 0 ) / 𝑥]𝜓))
56		simprrl 781	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ((𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵) ∧ (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓)))) → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓))
57	2	ad2antrr 726	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑀 ∈ Mnd)
58		simpr 484	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑏 ∈ 𝐵)
59		simplrl 777	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑐 ∈ 𝐵)
60	3, 50	mndcl 18755	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑏 ∈ 𝐵 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵) → (𝑏 + 𝑐) ∈ 𝐵)
61	57, 58, 59, 60	syl3anc 1373	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑏 + 𝑐) ∈ 𝐵)
62		simpr 484	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑎 = (𝑏 + 𝑐)) → 𝑎 = (𝑏 + 𝑐))
63	62	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑎 = (𝑏 + 𝑐)) → ([𝑎 / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑏 + 𝑐) / 𝑥]𝜓))
64		oveq1 7438	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑎 = (𝑏 + 𝑐) → (𝑎 + 𝑑) = ((𝑏 + 𝑐) + 𝑑))
65		simplrr 778	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → 𝑑 ∈ 𝐵)
66	3, 50	mndass 18756	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ (𝑏 ∈ 𝐵 ∧ 𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) → ((𝑏 + 𝑐) + 𝑑) = (𝑏 + (𝑐 + 𝑑)))
67	57, 58, 59, 65, 66	syl13anc 1374	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → ((𝑏 + 𝑐) + 𝑑) = (𝑏 + (𝑐 + 𝑑)))
68	64, 67	sylan9eqr 2799	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑎 = (𝑏 + 𝑐)) → (𝑎 + 𝑑) = (𝑏 + (𝑐 + 𝑑)))
69	68	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑎 = (𝑏 + 𝑐)) → ([(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓))
70	63, 69	imbi12d 344	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) ∧ 𝑎 = (𝑏 + 𝑐)) → (([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓) ↔ ([(𝑏 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓)))
71	61, 70	rspcdv 3614	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓) → ([(𝑏 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓)))
72	71	ralrimdva 3154	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵)) → (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓) → ∀𝑏 ∈ 𝐵 ([(𝑏 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓)))
73	72	impr 454	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ ((𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓))) → ∀𝑏 ∈ 𝐵 ([(𝑏 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓))
74		oveq1 7438	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑏 = 𝑎 → (𝑏 + 𝑐) = (𝑎 + 𝑐))
75	74	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑏 = 𝑎 → ([(𝑏 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓))
76		oveq1 7438	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (𝑏 = 𝑎 → (𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) = (𝑎 + (𝑐 + 𝑑)))
77	76	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑏 = 𝑎 → ([(𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓))
78	75, 77	imbi12d 344	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑏 = 𝑎 → (([(𝑏 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓) ↔ ([(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓)))
79	78	cbvralvw 3237	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (∀𝑏 ∈ 𝐵 ([(𝑏 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑏 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓) ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓))
80	73, 79	sylib 218	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ ((𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓))) → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓))
81	80	adantrrl 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ ((𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵) ∧ (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓)))) → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓))
82		imim1 83	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓) → (([(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓) → ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓)))
83	82	ral2imi 3085	. . . . . . . . . 10 ⊢ (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓) → (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓) → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓)))
84	56, 81, 83	sylc 65	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ ((𝑐 ∈ 𝐵 ∧ 𝑑 ∈ 𝐵) ∧ (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓) ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓)))) → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓))
85		oveq2 7439	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 = 0 → (𝑎 + 𝑏) = (𝑎 + 0 ))
86	85	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 = 0 → ([(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑎 + 0 ) / 𝑥]𝜓))
87	86	imbi2d 340	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 0 → (([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 0 ) / 𝑥]𝜓)))
88	87	ralbidv 3178	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = 0 → (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 0 ) / 𝑥]𝜓)))
89		oveq2 7439	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (𝑎 + 𝑏) = (𝑎 + 𝑐))
90	89	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → ([(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓))
91	90	imbi2d 340	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓)))
92	91	ralbidv 3178	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = 𝑐 → (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑐) / 𝑥]𝜓)))
93		oveq2 7439	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (𝑎 + 𝑏) = (𝑎 + 𝑑))
94	93	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → ([(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓))
95	94	imbi2d 340	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓)))
96	95	ralbidv 3178	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = 𝑑 → (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑑) / 𝑥]𝜓)))
97		oveq2 7439	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑏 = (𝑐 + 𝑑) → (𝑎 + 𝑏) = (𝑎 + (𝑐 + 𝑑)))
98	97	sbceq1d 3793	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑏 = (𝑐 + 𝑑) → ([(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓))
99	98	imbi2d 340	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = (𝑐 + 𝑑) → (([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓)))
100	99	ralbidv 3178	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = (𝑐 + 𝑑) → (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + (𝑐 + 𝑑)) / 𝑥]𝜓)))
101	3, 50, 4, 2, 55, 84, 88, 92, 96, 100	issubmd 18819	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)} ∈ (SubMnd‘𝑀))
102		eqid 2737	. . . . . . . . 9 ⊢ (mrCls‘(SubMnd‘𝑀)) = (mrCls‘(SubMnd‘𝑀))
103	102	mrcsscl 17663	. . . . . . . 8 ⊢ (((SubMnd‘𝑀) ∈ (Moore‘𝐵) ∧ 𝐺 ⊆ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)} ∧ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)} ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ((mrCls‘(SubMnd‘𝑀))‘𝐺) ⊆ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)})
104	18, 49, 101, 103	syl3anc 1373	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((mrCls‘(SubMnd‘𝑀))‘𝐺) ⊆ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)})
105	15, 104	eqsstrd 4018	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ⊆ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)})
106		mndind.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐵)
107	105, 106	sseldd 3984	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)})
108		oveq2 7439	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑏 = 𝐴 → (𝑎 + 𝑏) = (𝑎 + 𝐴))
109	108	sbceq1d 3793	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑏 = 𝐴 → ([(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓 ↔ [(𝑎 + 𝐴) / 𝑥]𝜓))
110	109	imbi2d 340	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑏 = 𝐴 → (([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝐴) / 𝑥]𝜓)))
111	110	ralbidv 3178	. . . . . . 7 ⊢ (𝑏 = 𝐴 → (∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓) ↔ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝐴) / 𝑥]𝜓)))
112	111	elrab 3692	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)} ↔ (𝐴 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝐴) / 𝑥]𝜓)))
113	112	simprbi 496	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ {𝑏 ∈ 𝐵 ∣ ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝑏) / 𝑥]𝜓)} → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝐴) / 𝑥]𝜓))
114	107, 113	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑎 ∈ 𝐵 ([𝑎 / 𝑥]𝜓 → [(𝑎 + 𝐴) / 𝑥]𝜓))
115	14, 114, 6	rspcdva 3623	. . 3 ⊢ (𝜑 → ([ 0 / 𝑥]𝜓 → [( 0 + 𝐴) / 𝑥]𝜓))
116	10, 115	mpd 15	. 2 ⊢ (𝜑 → [( 0 + 𝐴) / 𝑥]𝜓)
117	3, 50, 4	mndlid 18767	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝐴 ∈ 𝐵) → ( 0 + 𝐴) = 𝐴)
118	2, 106, 117	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ( 0 + 𝐴) = 𝐴)
119	118	sbceq1d 3793	. . 3 ⊢ (𝜑 → ([( 0 + 𝐴) / 𝑥]𝜓 ↔ [𝐴 / 𝑥]𝜓))
120		mndind.et	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝜓 ↔ 𝜂))
121	120	sbcieg 3828	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝐵 → ([𝐴 / 𝑥]𝜓 ↔ 𝜂))
122	106, 121	syl 17	. . 3 ⊢ (𝜑 → ([𝐴 / 𝑥]𝜓 ↔ 𝜂))
123	119, 122	bitrd 279	. 2 ⊢ (𝜑 → ([( 0 + 𝐴) / 𝑥]𝜓 ↔ 𝜂))
124	116, 123	mpbid 232	1 ⊢ (𝜑 → 𝜂)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∧ w3a 1087   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  ∀wral 3061  {crab 3436  [wsbc 3788   ⊆ wss 3951  ‘cfv 6561  (class class class)co 7431  Basecbs 17247  +_gcplusg 17297  0_gc0g 17484  Moorecmre 17625  mrClscmrc 17626  ACScacs 17628  Mndcmnd 18747  SubMndcsubmnd 18795

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-iin 4994  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-om 7888  df-1o 8506  df-2o 8507  df-en 8986  df-fin 8989  df-0g 17486  df-mre 17629  df-mrc 17630  df-acs 17632  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-submnd 18797

This theorem is referenced by:  mdetunilem7  22624