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

Theorem mulgmhm 18440
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 18415 . . . 4 (𝐺 ∈ CMnd → 𝐺 ∈ Mnd)
21adantr 466 . . 3 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → 𝐺 ∈ Mnd)
32, 2jca 501 . 2 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐺 ∈ Mnd))
4 mulgmhm.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝐺)
5 mulgmhm.m . . . . . . 7 · = (.g𝐺)
64, 5mulgnn0cl 17766 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑥𝐵) → (𝑀 · 𝑥) ∈ 𝐵)
71, 6syl3an1 1166 . . . . 5 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0𝑥𝐵) → (𝑀 · 𝑥) ∈ 𝐵)
873expa 1111 . . . 4 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑀 · 𝑥) ∈ 𝐵)
9 eqid 2771 . . . 4 (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)) = (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))
108, 9fmptd 6527 . . 3 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)):𝐵𝐵)
11 3anass 1080 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑦𝐵𝑧𝐵) ↔ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)))
12 eqid 2771 . . . . . . . 8 (+g𝐺) = (+g𝐺)
134, 5, 12mulgnn0di 18438 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
1411, 13sylan2br 582 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ (𝑀 ∈ ℕ0 ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵))) → (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
1514anassrs 458 . . . . 5 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
164, 12mndcl 17509 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑦𝐵𝑧𝐵) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝐵)
17163expb 1113 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝐵)
182, 17sylan 569 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝐵)
19 oveq2 6801 . . . . . . 7 (𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧) → (𝑀 · 𝑥) = (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)))
20 ovex 6823 . . . . . . 7 (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)) ∈ V
2119, 9, 20fvmpt 6424 . . . . . 6 ((𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝐵 → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)))
2218, 21syl 17 . . . . 5 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (𝑀 · (𝑦(+g𝐺)𝑧)))
23 oveq2 6801 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (𝑀 · 𝑥) = (𝑀 · 𝑦))
24 ovex 6823 . . . . . . . 8 (𝑀 · 𝑦) ∈ V
2523, 9, 24fvmpt 6424 . . . . . . 7 (𝑦𝐵 → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦) = (𝑀 · 𝑦))
26 oveq2 6801 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑧 → (𝑀 · 𝑥) = (𝑀 · 𝑧))
27 ovex 6823 . . . . . . . 8 (𝑀 · 𝑧) ∈ V
2826, 9, 27fvmpt 6424 . . . . . . 7 (𝑧𝐵 → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧) = (𝑀 · 𝑧))
2925, 28oveqan12d 6812 . . . . . 6 ((𝑦𝐵𝑧𝐵) → (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
3029adantl 467 . . . . 5 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)) = ((𝑀 · 𝑦)(+g𝐺)(𝑀 · 𝑧)))
3115, 22, 303eqtr4d 2815 . . . 4 (((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) ∧ (𝑦𝐵𝑧𝐵)) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)))
3231ralrimivva 3120 . . 3 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ∀𝑦𝐵𝑧𝐵 ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = (((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑦)(+g𝐺)((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘𝑧)))
33 eqid 2771 . . . . . 6 (0g𝐺) = (0g𝐺)
344, 33mndidcl 17516 . . . . 5 (𝐺 ∈ Mnd → (0g𝐺) ∈ 𝐵)
35 oveq2 6801 . . . . . 6 (𝑥 = (0g𝐺) → (𝑀 · 𝑥) = (𝑀 · (0g𝐺)))
36 ovex 6823 . . . . . 6 (𝑀 · (0g𝐺)) ∈ V
3735, 9, 36fvmpt 6424 . . . . 5 ((0g𝐺) ∈ 𝐵 → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(0g𝐺)) = (𝑀 · (0g𝐺)))
382, 34, 373syl 18 . . . 4 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(0g𝐺)) = (𝑀 · (0g𝐺)))
394, 5, 33mulgnn0z 17775 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 · (0g𝐺)) = (0g𝐺))
401, 39sylan 569 . . . 4 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑀 · (0g𝐺)) = (0g𝐺))
4138, 40eqtrd 2805 . . 3 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → ((𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥))‘(0g𝐺)) = (0g𝐺))
4210, 32, 413jca 1122 . 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)))
434, 4, 12, 12, 33, 33ismhm 17545 . 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))))
443, 42, 43sylanbrc 572 1 ((𝐺 ∈ CMnd ∧ 𝑀 ∈ ℕ0) → (𝑥𝐵 ↦ (𝑀 · 𝑥)) ∈ (𝐺 MndHom 𝐺))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145  wral 3061  cmpt 4863  wf 6027  cfv 6031  (class class class)co 6793  0cn0 11494  Basecbs 16064  +gcplusg 16149  0gc0g 16308  Mndcmnd 17502   MndHom cmhm 17541  .gcmg 17748  CMndccmn 18400
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 835  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-iun 4656  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-er 7896  df-map 8011  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-nn 11223  df-n0 11495  df-z 11580  df-uz 11889  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-seq 13009  df-0g 16310  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-mhm 17543  df-mulg 17749  df-cmn 18402
This theorem is referenced by:  gsummulglem  18548
  Copyright terms: Public domain W3C validator