MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mulgghm2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mulgghm2 20118
Description: The powers of a group element give a homomorphism from to a group. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Jun-2015.) (Revised by AV, 12-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mulgghm2.m · = (.g𝑅)
mulgghm2.f 𝐹 = (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛 · 1 ))
mulgghm2.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
Assertion
Ref Expression
mulgghm2 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) → 𝐹 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑛   𝑅,𝑛   · ,𝑛   1 ,𝑛
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑛)

Proof of Theorem mulgghm2
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl 474 . . 3 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) → 𝑅 ∈ Grp)
2 zringgrp 20096 . . 3 ring ∈ Grp
31, 2jctil 515 . 2 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) → (ℤring ∈ Grp ∧ 𝑅 ∈ Grp))
4 mulgghm2.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑅)
5 mulgghm2.m . . . . . . 7 · = (.g𝑅)
64, 5mulgcl 17825 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝑛 ∈ ℤ ∧ 1𝐵) → (𝑛 · 1 ) ∈ 𝐵)
763expa 1147 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝑛 ∈ ℤ) ∧ 1𝐵) → (𝑛 · 1 ) ∈ 𝐵)
87an32s 642 . . . 4 (((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) ∧ 𝑛 ∈ ℤ) → (𝑛 · 1 ) ∈ 𝐵)
9 mulgghm2.f . . . 4 𝐹 = (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛 · 1 ))
108, 9fmptd 6574 . . 3 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) → 𝐹:ℤ⟶𝐵)
11 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (+g𝑅) = (+g𝑅)
124, 5, 11mulgdir 17838 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Grp ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ 1𝐵)) → ((𝑥 + 𝑦) · 1 ) = ((𝑥 · 1 )(+g𝑅)(𝑦 · 1 )))
13123exp2 1463 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Grp → (𝑥 ∈ ℤ → (𝑦 ∈ ℤ → ( 1𝐵 → ((𝑥 + 𝑦) · 1 ) = ((𝑥 · 1 )(+g𝑅)(𝑦 · 1 ))))))
1413imp42 417 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ Grp ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ)) ∧ 1𝐵) → ((𝑥 + 𝑦) · 1 ) = ((𝑥 · 1 )(+g𝑅)(𝑦 · 1 )))
1514an32s 642 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ)) → ((𝑥 + 𝑦) · 1 ) = ((𝑥 · 1 )(+g𝑅)(𝑦 · 1 )))
16 zaddcl 11664 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℤ)
1716adantl 473 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℤ)
18 oveq1 6849 . . . . . . 7 (𝑛 = (𝑥 + 𝑦) → (𝑛 · 1 ) = ((𝑥 + 𝑦) · 1 ))
19 ovex 6874 . . . . . . 7 ((𝑥 + 𝑦) · 1 ) ∈ V
2018, 9, 19fvmpt 6471 . . . . . 6 ((𝑥 + 𝑦) ∈ ℤ → (𝐹‘(𝑥 + 𝑦)) = ((𝑥 + 𝑦) · 1 ))
2117, 20syl 17 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ)) → (𝐹‘(𝑥 + 𝑦)) = ((𝑥 + 𝑦) · 1 ))
22 oveq1 6849 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑥 → (𝑛 · 1 ) = (𝑥 · 1 ))
23 ovex 6874 . . . . . . . 8 (𝑥 · 1 ) ∈ V
2422, 9, 23fvmpt 6471 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ ℤ → (𝐹𝑥) = (𝑥 · 1 ))
25 oveq1 6849 . . . . . . . 8 (𝑛 = 𝑦 → (𝑛 · 1 ) = (𝑦 · 1 ))
26 ovex 6874 . . . . . . . 8 (𝑦 · 1 ) ∈ V
2725, 9, 26fvmpt 6471 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℤ → (𝐹𝑦) = (𝑦 · 1 ))
2824, 27oveqan12d 6861 . . . . . 6 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ) → ((𝐹𝑥)(+g𝑅)(𝐹𝑦)) = ((𝑥 · 1 )(+g𝑅)(𝑦 · 1 )))
2928adantl 473 . . . . 5 (((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ)) → ((𝐹𝑥)(+g𝑅)(𝐹𝑦)) = ((𝑥 · 1 )(+g𝑅)(𝑦 · 1 )))
3015, 21, 293eqtr4d 2809 . . . 4 (((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) ∧ (𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑦 ∈ ℤ)) → (𝐹‘(𝑥 + 𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝑅)(𝐹𝑦)))
3130ralrimivva 3118 . . 3 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) → ∀𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐹‘(𝑥 + 𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝑅)(𝐹𝑦)))
3210, 31jca 507 . 2 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) → (𝐹:ℤ⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐹‘(𝑥 + 𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝑅)(𝐹𝑦))))
33 zringbas 20097 . . 3 ℤ = (Base‘ℤring)
34 zringplusg 20098 . . 3 + = (+g‘ℤring)
3533, 4, 34, 11isghm 17924 . 2 (𝐹 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅) ↔ ((ℤring ∈ Grp ∧ 𝑅 ∈ Grp) ∧ (𝐹:ℤ⟶𝐵 ∧ ∀𝑥 ∈ ℤ ∀𝑦 ∈ ℤ (𝐹‘(𝑥 + 𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝑅)(𝐹𝑦)))))
363, 32, 35sylanbrc 578 1 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 1𝐵) → 𝐹 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1652  wcel 2155  wral 3055  cmpt 4888  wf 6064  cfv 6068  (class class class)co 6842   + caddc 10192  cz 11624  Basecbs 16130  +gcplusg 16214  Grpcgrp 17689  .gcmg 17807   GrpHom cghm 17921  ringzring 20091
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4930  ax-sep 4941  ax-nul 4949  ax-pow 5001  ax-pr 5062  ax-un 7147  ax-inf2 8753  ax-cnex 10245  ax-resscn 10246  ax-1cn 10247  ax-icn 10248  ax-addcl 10249  ax-addrcl 10250  ax-mulcl 10251  ax-mulrcl 10252  ax-mulcom 10253  ax-addass 10254  ax-mulass 10255  ax-distr 10256  ax-i2m1 10257  ax-1ne0 10258  ax-1rid 10259  ax-rnegex 10260  ax-rrecex 10261  ax-cnre 10262  ax-pre-lttri 10263  ax-pre-lttrn 10264  ax-pre-ltadd 10265  ax-pre-mulgt0 10266  ax-addf 10268  ax-mulf 10269
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3597  df-csb 3692  df-dif 3735  df-un 3737  df-in 3739  df-ss 3746  df-pss 3748  df-nul 4080  df-if 4244  df-pw 4317  df-sn 4335  df-pr 4337  df-tp 4339  df-op 4341  df-uni 4595  df-int 4634  df-iun 4678  df-br 4810  df-opab 4872  df-mpt 4889  df-tr 4912  df-id 5185  df-eprel 5190  df-po 5198  df-so 5199  df-fr 5236  df-we 5238  df-xp 5283  df-rel 5284  df-cnv 5285  df-co 5286  df-dm 5287  df-rn 5288  df-res 5289  df-ima 5290  df-pred 5865  df-ord 5911  df-on 5912  df-lim 5913  df-suc 5914  df-iota 6031  df-fun 6070  df-fn 6071  df-f 6072  df-f1 6073  df-fo 6074  df-f1o 6075  df-fv 6076  df-riota 6803  df-ov 6845  df-oprab 6846  df-mpt2 6847  df-om 7264  df-1st 7366  df-2nd 7367  df-wrecs 7610  df-recs 7672  df-rdg 7710  df-1o 7764  df-oadd 7768  df-er 7947  df-en 8161  df-dom 8162  df-sdom 8163  df-fin 8164  df-pnf 10330  df-mnf 10331  df-xr 10332  df-ltxr 10333  df-le 10334  df-sub 10522  df-neg 10523  df-nn 11275  df-2 11335  df-3 11336  df-4 11337  df-5 11338  df-6 11339  df-7 11340  df-8 11341  df-9 11342  df-n0 11539  df-z 11625  df-dec 11741  df-uz 11887  df-fz 12534  df-seq 13009  df-struct 16132  df-ndx 16133  df-slot 16134  df-base 16136  df-sets 16137  df-ress 16138  df-plusg 16227  df-mulr 16228  df-starv 16229  df-tset 16233  df-ple 16234  df-ds 16236  df-unif 16237  df-0g 16368  df-mgm 17508  df-sgrp 17550  df-mnd 17561  df-grp 17692  df-minusg 17693  df-mulg 17808  df-subg 17855  df-ghm 17922  df-cmn 18461  df-mgp 18757  df-ur 18769  df-ring 18816  df-cring 18817  df-subrg 19047  df-cnfld 20020  df-zring 20092
This theorem is referenced by:  mulgrhm  20119  frgpcyg  20194
  Copyright terms: Public domain W3C validator