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

Theorem motcgrg 29022
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 29016 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐹:𝑃–1-1-onto→𝑃)
9 f1of 6835 . . . . . . . . . . . . 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 6745 . . . . . . . . . . 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 6731 . . . . . . . 8 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → dom (𝐹 ∘ 𝑇) = (0..^𝑛))
163, 15eleqtrd 2866 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑎 ∈ (0..^𝑛))
17 fvco3 6996 . . . . . . 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 2866 . . . . . . 7 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑏 ∈ (0..^𝑛))
21 fvco3 6996 . . . . . . 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 7448 . . . . 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 7096 . . . . . 6 ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝑇‘𝑎) ∈ 𝑃)
272, 20ffvelcdmd 7096 . . . . . 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 29014 . . . . 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 2798 . . . 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 3209 . . 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 13894 . . . . . 6 (0..^𝑛) ⊆ ℕ0
34 nn0ssre 12623 . . . . . 6 ℕ0 ⊆ ℝ
3533, 34sstri 3922 . . . . 5 (0..^𝑛) ⊆ ℝ
3635a1i 11 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (0..^𝑛) ⊆ ℝ)
374, 5, 32, 24, 36, 13, 1iscgrgd 28991 . . 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 14673 . . 3 (𝑇 ∈ Word 𝑃 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
4139, 40sylib 221 . 2 (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
4238, 41r19.29a 3174 1 (𝜑 → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2146  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   ⊆ wss 3900  {cpr 4590  ⟨cop 4838   class class class wbr 5106  dom cdm 5655   ∘ ccom 5659  ⟶wf 6543  –1-1-onto→wf1o 6546  ‘cfv 6547  (class class class)co 7430   ∈ cmpo 7432  ℝcr 11212  0cc0 11213  ℕ0cn0 12619  ..^cfzo 13801  Word cword 14671  ndxcnx 17386  Basecbs 17402  +gcplusg 17443  distcds 17452  cgrGccgrg 28988  Ismtcismt 29010
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7888  df-1st 8011  df-2nd 8012  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-er 8731  df-map 8863  df-pm 8864  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-nn 12349  df-n0 12620  df-z 12707  df-uz 12979  df-fz 13653  df-fzo 13802  df-word 14672  df-cgrg 28989  df-ismt 29011
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator