Theorem motcgrg 25895

Description: Property of a motion: distances are preserved. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
ismot.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
ismot.m	⊢ − = (dist‘𝐺)
motgrp.1	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑉)
motgrp.i	⊢ 𝐼 = {⟨(Base‘ndx), (𝐺Ismt𝐺)⟩, ⟨(+g‘ndx), (𝑓 ∈ (𝐺Ismt𝐺), 𝑔 ∈ (𝐺Ismt𝐺) ↦ (𝑓 ∘ 𝑔))⟩}
motcgrg.r	⊢ ∼ = (cgrG‘𝐺)
motcgrg.t	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ Word 𝑃)
motcgrg.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐺Ismt𝐺))

Assertion

Ref	Expression
motcgrg	⊢ (𝜑 → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)

Distinct variable groups:   𝑓,𝐺,𝑔   𝑓,𝐼,𝑔   𝑃,𝑓,𝑔   𝜑,𝑓,𝑔

Allowed substitution hints:   ∼ (𝑓,𝑔)   𝑇(𝑓,𝑔)   𝐹(𝑓,𝑔)   − (𝑓,𝑔)   𝑉(𝑓,𝑔)

Proof of Theorem motcgrg

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 479	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
2	1	adantr 474	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
3		simprl 761	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))
4		ismot.p	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
5		ismot.m	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ − = (dist‘𝐺)
6		motgrp.1	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑉)
7		motcgrg.f	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐺Ismt𝐺))
8	4, 5, 6, 7	motf1o 25889	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑃–1-1-onto→𝑃)
9		f1of 6391	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐹:𝑃–1-1-onto→𝑃 → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
10	8, 9	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
11	10	ad2antrr 716	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
12		fco 6308	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹:𝑃⟶𝑃 ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
13	11, 1, 12	syl2anc 579	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
14	13	adantr 474	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
15	14	fdmd 6300	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → dom (𝐹 ∘ 𝑇) = (0..^𝑛))
16	3, 15	eleqtrd 2861	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑎 ∈ (0..^𝑛))
17		fvco3 6535	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃 ∧ 𝑎 ∈ (0..^𝑛)) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) = (𝐹‘(𝑇‘𝑎)))
18	2, 16, 17	syl2anc 579	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) = (𝐹‘(𝑇‘𝑎)))
19		simprr 763	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))
20	19, 15	eleqtrd 2861	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑏 ∈ (0..^𝑛))
21		fvco3 6535	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃 ∧ 𝑏 ∈ (0..^𝑛)) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏) = (𝐹‘(𝑇‘𝑏)))
22	2, 20, 21	syl2anc 579	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏) = (𝐹‘(𝑇‘𝑏)))
23	18, 22	oveq12d 6940	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) − ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏)) = ((𝐹‘(𝑇‘𝑎)) − (𝐹‘(𝑇‘𝑏))))
24	6	ad2antrr 716	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝐺 ∈ 𝑉)
25	24	adantr 474	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝐺 ∈ 𝑉)
26	2, 16	ffvelrnd 6624	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝑇‘𝑎) ∈ 𝑃)
27	2, 20	ffvelrnd 6624	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝑇‘𝑏) ∈ 𝑃)
28	7	ad3antrrr 720	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝐹 ∈ (𝐺Ismt𝐺))
29	4, 5, 25, 26, 27, 28	motcgr 25887	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → ((𝐹‘(𝑇‘𝑎)) − (𝐹‘(𝑇‘𝑏))) = ((𝑇‘𝑎) − (𝑇‘𝑏)))
30	23, 29	eqtrd 2814	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) − ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏)) = ((𝑇‘𝑎) − (𝑇‘𝑏)))
31	30	ralrimivva 3153	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → ∀𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇)∀𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇)(((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) − ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏)) = ((𝑇‘𝑎) − (𝑇‘𝑏)))
32		motcgrg.r	. . . 4 ⊢ ∼ = (cgrG‘𝐺)
33		fzo0ssnn0 12868	. . . . . 6 ⊢ (0..^𝑛) ⊆ ℕ0
34		nn0ssre 11646	. . . . . 6 ⊢ ℕ0 ⊆ ℝ
35	33, 34	sstri 3830	. . . . 5 ⊢ (0..^𝑛) ⊆ ℝ
36	35	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (0..^𝑛) ⊆ ℝ)
37	4, 5, 32, 24, 36, 13, 1	iscgrgd 25864	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → ((𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇 ↔ ∀𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇)∀𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇)(((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) − ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏)) = ((𝑇‘𝑎) − (𝑇‘𝑏))))
38	31, 37	mpbird 249	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)
39		motcgrg.t	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ Word 𝑃)
40		iswrd 13601	. . 3 ⊢ (𝑇 ∈ Word 𝑃 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
41	39, 40	sylib 210	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
42	38, 41	r19.29a 3264	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 386   = wceq 1601   ∈ wcel 2107  ∀wral 3090  ∃wrex 3091   ⊆ wss 3792  {cpr 4400  ⟨cop 4404   class class class wbr 4886  dom cdm 5355   ∘ ccom 5359  ⟶wf 6131  –1-1-onto→wf1o 6134  ‘cfv 6135  (class class class)co 6922   ↦ cmpt2 6924  ℝcr 10271  0cc0 10272  ℕ₀cn0 11642  ..^cfzo 12784  Word cword 13599  ndxcnx 16252  Basecbs 16255  +_gcplusg 16338  distcds 16347  cgrGccgrg 25861  Ismtcismt 25883

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-rep 5006  ax-sep 5017  ax-nul 5025  ax-pow 5077  ax-pr 5138  ax-un 7226  ax-cnex 10328  ax-resscn 10329  ax-1cn 10330  ax-icn 10331  ax-addcl 10332  ax-addrcl 10333  ax-mulcl 10334  ax-mulrcl 10335  ax-mulcom 10336  ax-addass 10337  ax-mulass 10338  ax-distr 10339  ax-i2m1 10340  ax-1ne0 10341  ax-1rid 10342  ax-rnegex 10343  ax-rrecex 10344  ax-cnre 10345  ax-pre-lttri 10346  ax-pre-lttrn 10347  ax-pre-ltadd 10348  ax-pre-mulgt0 10349

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4672  df-iun 4755  df-br 4887  df-opab 4949  df-mpt 4966  df-tr 4988  df-id 5261  df-eprel 5266  df-po 5274  df-so 5275  df-fr 5314  df-we 5316  df-xp 5361  df-rel 5362  df-cnv 5363  df-co 5364  df-dm 5365  df-rn 5366  df-res 5367  df-ima 5368  df-pred 5933  df-ord 5979  df-on 5980  df-lim 5981  df-suc 5982  df-iota 6099  df-fun 6137  df-fn 6138  df-f 6139  df-f1 6140  df-fo 6141  df-f1o 6142  df-fv 6143  df-riota 6883  df-ov 6925  df-oprab 6926  df-mpt2 6927  df-om 7344  df-1st 7445  df-2nd 7446  df-wrecs 7689  df-recs 7751  df-rdg 7789  df-er 8026  df-map 8142  df-pm 8143  df-en 8242  df-dom 8243  df-sdom 8244  df-pnf 10413  df-mnf 10414  df-xr 10415  df-ltxr 10416  df-le 10417  df-sub 10608  df-neg 10609  df-nn 11375  df-n0 11643  df-z 11729  df-uz 11993  df-fz 12644  df-fzo 12785  df-word 13600  df-cgrg 25862  df-ismt 25884

This theorem is referenced by: (None)