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

Theorem motcgrg 29007
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.
StepHypRef Expression
1 simpr 490 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
21adantr 486 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
3 simprl 783 . . . . . . . 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))
84, 5, 6, 7motf1o 29001 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐹:𝑃–1-1-onto→𝑃)
9 f1of 6824 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹:𝑃–1-1-onto→𝑃 → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
108, 9syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
1110ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
12 fco 6734 . . . . . . . . . . 11 ((𝐹:𝑃⟶𝑃 ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
1311, 1, 12syl2anc 596 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
1413adantr 486 . . . . . . . . 9 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
1514fdmd 6720 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → dom (𝐹 ∘ 𝑇) = (0..^𝑛))
163, 15eleqtrd 2863 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑎 ∈ (0..^𝑛))
17 fvco3 6985 . . . . . . 7 ((𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃 ∧ 𝑎 ∈ (0..^𝑛)) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) = (𝐹‘(𝑇‘𝑎)))
182, 16, 17syl2anc 596 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) = (𝐹‘(𝑇‘𝑎)))
19 simprr 785 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))
2019, 15eleqtrd 2863 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑏 ∈ (0..^𝑛))
21 fvco3 6985 . . . . . . 7 ((𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃 ∧ 𝑏 ∈ (0..^𝑛)) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏) = (𝐹‘(𝑇‘𝑏)))
222, 20, 21syl2anc 596 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏) = (𝐹‘(𝑇‘𝑏)))
2318, 22oveq12d 7438 . . . . 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))))
246ad2antrr 739 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝐺 ∈ 𝑉)
2524adantr 486 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝐺 ∈ 𝑉)
262, 16ffvelcdmd 7085 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝑇‘𝑎) ∈ 𝑃)
272, 20ffvelcdmd 7085 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝑇‘𝑏) ∈ 𝑃)
287ad3antrrr 743 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝐹 ∈ (𝐺Ismt𝐺))
294, 5, 25, 26, 27, 28motcgr 28999 . . . . 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)))
3023, 29eqtrd 2796 . . . 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)))
3130ralrimivva 3206 . . 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 13881 . . . . . 6 (0..^𝑛) ⊆ ℕ0
34 nn0ssre 12610 . . . . . 6 ℕ0 ⊆ ℝ
3533, 34sstri 3940 . . . . 5 (0..^𝑛) ⊆ ℝ
3635a1i 11 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (0..^𝑛) ⊆ ℝ)
374, 5, 32, 24, 36, 13, 1iscgrgd 28976 . . 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))))
3831, 37mpbird 260 . 2 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)
39 motcgrg.t . . 3 (𝜑 → 𝑇 ∈ Word 𝑃)
40 iswrd 14660 . . 3 (𝑇 ∈ Word 𝑃 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
4139, 40sylib 221 . 2 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
4238, 41r19.29a 3171 1 (𝜑 → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  ∃wrex 3087   ⊆ wss 3899  {cpr 4586  ⟨cop 4590   class class class wbr 5103  dom cdm 5651   ∘ ccom 5655  ⟶wf 6534  –1-1-onto→wf1o 6537  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ∈ cmpo 7422  ℝcr 11199  0cc0 11200  ℕ0cn0 12606  ..^cfzo 13788  Word cword 14658  ndxcnx 17371  Basecbs 17387  +gcplusg 17428  distcds 17437  cgrGccgrg 28973  Ismtcismt 28995
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-n0 12607  df-z 12694  df-uz 12966  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-word 14659  df-cgrg 28974  df-ismt 28996
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator