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

Theorem mulgmhm 18944
 Description: The map from 𝑥 to 𝑛𝑥 for a fixed positive integer 𝑛 is a monoid homomorphism if the monoid is commutative. (Contributed by Mario Carneiro, 4-May-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
mulgmhm.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
mulgmhm.m · = (.g𝐺)
Assertion
Ref Expression
mulgmhm ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)) ∈ (𝐺 MndHom 𝐺))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐵   𝑥,𝐺   𝑥,𝑀   𝑥, ·

Proof of Theorem mulgmhm
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cmnmnd 18918 . . 3 (𝐺 ∈ CMnd → 𝐺 ∈ Mnd)
21adantr 484 . 2 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → 𝐺 ∈ Mnd)
3 mulgmhm.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝐺)
4 mulgmhm.m . . . . . . 7 · = (.g𝐺)
53, 4mulgnn0cl 18240 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑥𝐵) → (𝑀 · 𝑥) ∈ 𝐵)
61, 5syl3an1 1160 . . . . 5 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑥𝐵) → (𝑀 · 𝑥) ∈ 𝐵)
763expa 1115 . . . 4 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑀 · 𝑥) ∈ 𝐵)
87fmpttd 6867 . . 3 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)):𝐵𝐵)
9 3anass 1092 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑦𝐵𝑧𝐵) ↔ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)))
10 eqid 2824 . . . . . . . 8 (+g𝐺) = (+g𝐺)
113, 4, 10mulgnn0di 18942 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
129, 11sylan2br 597 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵))) → (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
1312anassrs 471 . . . . 5 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
143, 10mndcl 17915 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑦𝐵𝑧𝐵) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝐵)
15143expb 1117 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝐵)
162, 15sylan 583 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝐵)
17 oveq2 7153 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧) → (𝑀 · 𝑥) = (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)))
18 eqid 2824 . . . . . . 7 (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)) = (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))
19 ovex 7178 . . . . . . 7 (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)) ∈ V
2017, 18, 19fvmpt 6756 . . . . . 6 ((𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝐵 → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)))
2116, 20syl 17 . . . . 5 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)))
22 oveq2 7153 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (𝑀 · 𝑥) = (𝑀 · 𝑦))
23 ovex 7178 . . . . . . . 8 (𝑀 · 𝑦) ∈ V
2422, 18, 23fvmpt 6756 . . . . . . 7 (𝑦𝐵 → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦) = (𝑀 · 𝑦))
25 oveq2 7153 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑧 → (𝑀 · 𝑥) = (𝑀 · 𝑧))
26 ovex 7178 . . . . . . . 8 (𝑀 · 𝑧) ∈ V
2725, 18, 26fvmpt 6756 . . . . . . 7 (𝑧𝐵 → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧) = (𝑀 · 𝑧))
2824, 27oveqan12d 7164 . . . . . 6 ((𝑦𝐵𝑧𝐵) → (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
2928adantl 485 . . . . 5 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
3013, 21, 293eqtr4d 2869 . . . 4 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)))
3130ralrimivva 3186 . . 3 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ∀𝑦𝐵𝑧𝐵 ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)))
32 eqid 2824 . . . . . 6 (0g𝐺) = (0g𝐺)
333, 32mndidcl 17922 . . . . 5 (𝐺 ∈ Mnd → (0g𝐺) ∈ 𝐵)
34 oveq2 7153 . . . . . 6 (𝑥 = (0g𝐺) → (𝑀 · 𝑥) = (𝑀 · (0g𝐺)))
35 ovex 7178 . . . . . 6 (𝑀 · (0g𝐺)) ∈ V
3634, 18, 35fvmpt 6756 . . . . 5 ((0g𝐺) ∈ 𝐵 → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(0g𝐺)) = (𝑀 · (0g𝐺)))
372, 33, 363syl 18 . . . 4 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(0g𝐺)) = (𝑀 · (0g𝐺)))
383, 4, 32mulgnn0z 18250 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 · (0g𝐺)) = (0g𝐺))
391, 38sylan 583 . . . 4 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 · (0g𝐺)) = (0g𝐺))
4037, 39eqtrd 2859 . . 3 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(0g𝐺)) = (0g𝐺))
418, 31, 403jca 1125 . 2 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)):𝐵𝐵 ∧ ∀𝑦𝐵𝑧𝐵 ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)) ∧ ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(0g𝐺)) = (0g𝐺)))
423, 3, 10, 10, 32, 32ismhm 17954 . 2 ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)) ∈ (𝐺 MndHom 𝐺) ↔ ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐺 ∈ Mnd) ∧ ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)):𝐵𝐵 ∧ ∀𝑦𝐵𝑧𝐵 ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)) ∧ ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(0g𝐺)) = (0g𝐺))))
432, 2, 41, 42syl21anbrc 1341 1 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)) ∈ (𝐺 MndHom 𝐺))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   ∧ w3a 1084   = wceq 1538   ∈ wcel 2115  ∀wral 3133   ↦ cmpt 5132  ⟶wf 6339  ‘cfv 6343  (class class class)co 7145  ℕ0cn0 11890  Basecbs 16479  +gcplusg 16561  0gc0g 16709  Mndcmnd 17907   MndHom cmhm 17950  .gcmg 18220  CMndccmn 18902 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7451  ax-cnex 10585  ax-resscn 10586  ax-1cn 10587  ax-icn 10588  ax-addcl 10589  ax-addrcl 10590  ax-mulcl 10591  ax-mulrcl 10592  ax-mulcom 10593  ax-addass 10594  ax-mulass 10595  ax-distr 10596  ax-i2m1 10597  ax-1ne0 10598  ax-1rid 10599  ax-rnegex 10600  ax-rrecex 10601  ax-cnre 10602  ax-pre-lttri 10603  ax-pre-lttrn 10604  ax-pre-ltadd 10605  ax-pre-mulgt0 10606 This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rmo 3141  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-pss 3938  df-nul 4276  df-if 4450  df-pw 4523  df-sn 4550  df-pr 4552  df-tp 4554  df-op 4556  df-uni 4825  df-iun 4907  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5447  df-eprel 5452  df-po 5461  df-so 5462  df-fr 5501  df-we 5503  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-pred 6135  df-ord 6181  df-on 6182  df-lim 6183  df-suc 6184  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-om 7571  df-1st 7679  df-2nd 7680  df-wrecs 7937  df-recs 7998  df-rdg 8036  df-er 8279  df-map 8398  df-en 8500  df-dom 8501  df-sdom 8502  df-pnf 10669  df-mnf 10670  df-xr 10671  df-ltxr 10672  df-le 10673  df-sub 10864  df-neg 10865  df-nn 11631  df-n0 11891  df-z 11975  df-uz 12237  df-fz 12891  df-fzo 13034  df-seq 13370  df-0g 16711  df-mgm 17848  df-sgrp 17897  df-mnd 17908  df-mhm 17952  df-mulg 18221  df-cmn 18904 This theorem is referenced by:  gsummulglem  19057
 Copyright terms: Public domain W3C validator