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Theorem imasgrp2 14935
Description: The image structure of a group is a group. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 5-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
imasgrp.u  |-  ( ph  ->  U  =  ( F 
"s  R ) )
imasgrp.v  |-  ( ph  ->  V  =  ( Base `  R ) )
imasgrp.p  |-  ( ph  ->  .+  =  ( +g  `  R ) )
imasgrp.f  |-  ( ph  ->  F : V -onto-> B
)
imasgrp.e  |-  ( (
ph  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V )  /\  (
p  e.  V  /\  q  e.  V )
)  ->  ( (
( F `  a
)  =  ( F `
 p )  /\  ( F `  b )  =  ( F `  q ) )  -> 
( F `  (
a  .+  b )
)  =  ( F `
 ( p  .+  q ) ) ) )
imasgrp2.r  |-  ( ph  ->  R  e.  W )
imasgrp2.1  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V  /\  y  e.  V
)  ->  ( x  .+  y )  e.  V
)
imasgrp2.2  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( F `  (
( x  .+  y
)  .+  z )
)  =  ( F `
 ( x  .+  ( y  .+  z
) ) ) )
imasgrp2.3  |-  ( ph  ->  .0.  e.  V )
imasgrp2.4  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ( F `  (  .0.  .+  x ) )  =  ( F `  x
) )
imasgrp2.5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  N  e.  V )
imasgrp2.6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ( F `  ( N  .+  x ) )  =  ( F `  .0.  ) )
Assertion
Ref Expression
imasgrp2  |-  ( ph  ->  ( U  e.  Grp  /\  ( F `  .0.  )  =  ( 0g `  U ) ) )
Distinct variable groups:    q, p, x, B    N, p    a,
b, p, q, x, y, z, ph    R, p, q    F, a, b, p, q, x, y, z    .+ , p, q, x, y    U, a, b, p, q, x, y, z    V, a, b, p, q, x, y, z    .0. , p, q, x
Allowed substitution hints:    B( y, z, a, b)    .+ ( z, a, b)    R( x, y, z, a, b)    N( x, y, z, q, a, b)    W( x, y, z, q, p, a, b)    .0. ( y, z, a, b)

Proof of Theorem imasgrp2
Dummy variables  u  v  w are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imasgrp.u . . . 4  |-  ( ph  ->  U  =  ( F 
"s  R ) )
2 imasgrp.v . . . 4  |-  ( ph  ->  V  =  ( Base `  R ) )
3 imasgrp.f . . . 4  |-  ( ph  ->  F : V -onto-> B
)
4 imasgrp2.r . . . 4  |-  ( ph  ->  R  e.  W )
51, 2, 3, 4imasbas 13740 . . 3  |-  ( ph  ->  B  =  ( Base `  U ) )
6 eqidd 2439 . . 3  |-  ( ph  ->  ( +g  `  U
)  =  ( +g  `  U ) )
7 imasgrp.e . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V )  /\  (
p  e.  V  /\  q  e.  V )
)  ->  ( (
( F `  a
)  =  ( F `
 p )  /\  ( F `  b )  =  ( F `  q ) )  -> 
( F `  (
a  .+  b )
)  =  ( F `
 ( p  .+  q ) ) ) )
8 imasgrp.p . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  .+  =  ( +g  `  R ) )
98oveqd 6100 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( a  .+  b
)  =  ( a ( +g  `  R
) b ) )
109fveq2d 5734 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( F `  (
a  .+  b )
)  =  ( F `
 ( a ( +g  `  R ) b ) ) )
118oveqd 6100 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ( p  .+  q
)  =  ( p ( +g  `  R
) q ) )
1211fveq2d 5734 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( F `  (
p  .+  q )
)  =  ( F `
 ( p ( +g  `  R ) q ) ) )
1310, 12eqeq12d 2452 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( F `  ( a  .+  b
) )  =  ( F `  ( p 
.+  q ) )  <-> 
( F `  (
a ( +g  `  R
) b ) )  =  ( F `  ( p ( +g  `  R ) q ) ) ) )
14133ad2ant1 979 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V )  /\  (
p  e.  V  /\  q  e.  V )
)  ->  ( ( F `  ( a  .+  b ) )  =  ( F `  (
p  .+  q )
)  <->  ( F `  ( a ( +g  `  R ) b ) )  =  ( F `
 ( p ( +g  `  R ) q ) ) ) )
157, 14sylibd 207 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( a  e.  V  /\  b  e.  V )  /\  (
p  e.  V  /\  q  e.  V )
)  ->  ( (
( F `  a
)  =  ( F `
 p )  /\  ( F `  b )  =  ( F `  q ) )  -> 
( F `  (
a ( +g  `  R
) b ) )  =  ( F `  ( p ( +g  `  R ) q ) ) ) )
16 eqid 2438 . . . . 5  |-  ( +g  `  R )  =  ( +g  `  R )
17 eqid 2438 . . . . 5  |-  ( +g  `  U )  =  ( +g  `  U )
1811adantr 453 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( p  e.  V  /\  q  e.  V ) )  -> 
( p  .+  q
)  =  ( p ( +g  `  R
) q ) )
19 imasgrp2.1 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V  /\  y  e.  V
)  ->  ( x  .+  y )  e.  V
)
20193expb 1155 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V ) )  -> 
( x  .+  y
)  e.  V )
2120caovclg 6241 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( p  e.  V  /\  q  e.  V ) )  -> 
( p  .+  q
)  e.  V )
2218, 21eqeltrrd 2513 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  ( p  e.  V  /\  q  e.  V ) )  -> 
( p ( +g  `  R ) q )  e.  V )
233, 15, 1, 2, 4, 16, 17, 22imasaddf 13760 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( +g  `  U
) : ( B  X.  B ) --> B )
24 fovrn 6218 . . . 4  |-  ( ( ( +g  `  U
) : ( B  X.  B ) --> B  /\  u  e.  B  /\  v  e.  B
)  ->  ( u
( +g  `  U ) v )  e.  B
)
2523, 24syl3an1 1218 . . 3  |-  ( (
ph  /\  u  e.  B  /\  v  e.  B
)  ->  ( u
( +g  `  U ) v )  e.  B
)
26 forn 5658 . . . . . . . . . 10  |-  ( F : V -onto-> B  ->  ran  F  =  B )
273, 26syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  ran  F  =  B )
2827eleq2d 2505 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( u  e.  ran  F  <-> 
u  e.  B ) )
2927eleq2d 2505 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( v  e.  ran  F  <-> 
v  e.  B ) )
3027eleq2d 2505 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( w  e.  ran  F  <-> 
w  e.  B ) )
3128, 29, 303anbi123d 1255 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( u  e. 
ran  F  /\  v  e.  ran  F  /\  w  e.  ran  F )  <->  ( u  e.  B  /\  v  e.  B  /\  w  e.  B ) ) )
32 fofn 5657 . . . . . . . . 9  |-  ( F : V -onto-> B  ->  F  Fn  V )
333, 32syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  F  Fn  V )
34 fvelrnb 5776 . . . . . . . . 9  |-  ( F  Fn  V  ->  (
u  e.  ran  F  <->  E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u ) )
35 fvelrnb 5776 . . . . . . . . 9  |-  ( F  Fn  V  ->  (
v  e.  ran  F  <->  E. y  e.  V  ( F `  y )  =  v ) )
36 fvelrnb 5776 . . . . . . . . 9  |-  ( F  Fn  V  ->  (
w  e.  ran  F  <->  E. z  e.  V  ( F `  z )  =  w ) )
3734, 35, 363anbi123d 1255 . . . . . . . 8  |-  ( F  Fn  V  ->  (
( u  e.  ran  F  /\  v  e.  ran  F  /\  w  e.  ran  F )  <->  ( E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u  /\  E. y  e.  V  ( F `  y )  =  v  /\  E. z  e.  V  ( F `  z )  =  w ) ) )
3833, 37syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( u  e. 
ran  F  /\  v  e.  ran  F  /\  w  e.  ran  F )  <->  ( E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u  /\  E. y  e.  V  ( F `  y )  =  v  /\  E. z  e.  V  ( F `  z )  =  w ) ) )
3931, 38bitr3d 248 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( u  e.  B  /\  v  e.  B  /\  w  e.  B )  <->  ( E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u  /\  E. y  e.  V  ( F `  y )  =  v  /\  E. z  e.  V  ( F `  z )  =  w ) ) )
40 3reeanv 2878 . . . . . 6  |-  ( E. x  e.  V  E. y  e.  V  E. z  e.  V  (
( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  <->  ( E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u  /\  E. y  e.  V  ( F `  y )  =  v  /\  E. z  e.  V  ( F `  z )  =  w ) )
4139, 40syl6bbr 256 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( ( u  e.  B  /\  v  e.  B  /\  w  e.  B )  <->  E. x  e.  V  E. y  e.  V  E. z  e.  V  ( ( F `  x )  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w ) ) )
42 imasgrp2.2 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( F `  (
( x  .+  y
)  .+  z )
)  =  ( F `
 ( x  .+  ( y  .+  z
) ) ) )
438adantr 453 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  ->  .+  =  ( +g  `  R ) )
4443oveqd 6100 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( x  .+  y )  .+  z
)  =  ( ( x  .+  y ) ( +g  `  R
) z ) )
4544fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( F `  (
( x  .+  y
)  .+  z )
)  =  ( F `
 ( ( x 
.+  y ) ( +g  `  R ) z ) ) )
4643oveqd 6100 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( x  .+  (
y  .+  z )
)  =  ( x ( +g  `  R
) ( y  .+  z ) ) )
4746fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( F `  (
x  .+  ( y  .+  z ) ) )  =  ( F `  ( x ( +g  `  R ) ( y 
.+  z ) ) ) )
4842, 45, 473eqtr3d 2478 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( F `  (
( x  .+  y
) ( +g  `  R
) z ) )  =  ( F `  ( x ( +g  `  R ) ( y 
.+  z ) ) ) )
49 simpl 445 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  ->  ph )
50193adant3r3 1165 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( x  .+  y
)  e.  V )
51 simpr3 966 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
z  e.  V )
523, 15, 1, 2, 4, 16, 17imasaddval 13759 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  .+  y )  e.  V  /\  z  e.  V
)  ->  ( ( F `  ( x  .+  y ) ) ( +g  `  U ) ( F `  z
) )  =  ( F `  ( ( x  .+  y ) ( +g  `  R
) z ) ) )
5349, 50, 51, 52syl3anc 1185 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( F `  ( x  .+  y ) ) ( +g  `  U
) ( F `  z ) )  =  ( F `  (
( x  .+  y
) ( +g  `  R
) z ) ) )
54 simpr1 964 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  ->  x  e.  V )
5521caovclg 6241 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( y  .+  z
)  e.  V )
56553adantr1 1117 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( y  .+  z
)  e.  V )
573, 15, 1, 2, 4, 16, 17imasaddval 13759 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V  /\  ( y  .+  z )  e.  V
)  ->  ( ( F `  x )
( +g  `  U ) ( F `  (
y  .+  z )
) )  =  ( F `  ( x ( +g  `  R
) ( y  .+  z ) ) ) )
5849, 54, 56, 57syl3anc 1185 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( F `  x ) ( +g  `  U ) ( F `
 ( y  .+  z ) ) )  =  ( F `  ( x ( +g  `  R ) ( y 
.+  z ) ) ) )
5948, 53, 583eqtr4d 2480 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( F `  ( x  .+  y ) ) ( +g  `  U
) ( F `  z ) )  =  ( ( F `  x ) ( +g  `  U ) ( F `
 ( y  .+  z ) ) ) )
603, 15, 1, 2, 4, 16, 17imasaddval 13759 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V  /\  y  e.  V
)  ->  ( ( F `  x )
( +g  `  U ) ( F `  y
) )  =  ( F `  ( x ( +g  `  R
) y ) ) )
61603adant3r3 1165 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( F `  x ) ( +g  `  U ) ( F `
 y ) )  =  ( F `  ( x ( +g  `  R ) y ) ) )
6243oveqd 6100 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( x  .+  y
)  =  ( x ( +g  `  R
) y ) )
6362fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( F `  (
x  .+  y )
)  =  ( F `
 ( x ( +g  `  R ) y ) ) )
6461, 63eqtr4d 2473 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( F `  x ) ( +g  `  U ) ( F `
 y ) )  =  ( F `  ( x  .+  y ) ) )
6564oveq1d 6098 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( ( F `
 x ) ( +g  `  U ) ( F `  y
) ) ( +g  `  U ) ( F `
 z ) )  =  ( ( F `
 ( x  .+  y ) ) ( +g  `  U ) ( F `  z
) ) )
663, 15, 1, 2, 4, 16, 17imasaddval 13759 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V
)  ->  ( ( F `  y )
( +g  `  U ) ( F `  z
) )  =  ( F `  ( y ( +g  `  R
) z ) ) )
67663adant3r1 1163 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( F `  y ) ( +g  `  U ) ( F `
 z ) )  =  ( F `  ( y ( +g  `  R ) z ) ) )
6843oveqd 6100 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( y  .+  z
)  =  ( y ( +g  `  R
) z ) )
6968fveq2d 5734 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( F `  (
y  .+  z )
)  =  ( F `
 ( y ( +g  `  R ) z ) ) )
7067, 69eqtr4d 2473 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( F `  y ) ( +g  `  U ) ( F `
 z ) )  =  ( F `  ( y  .+  z
) ) )
7170oveq2d 6099 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( F `  x ) ( +g  `  U ) ( ( F `  y ) ( +g  `  U
) ( F `  z ) ) )  =  ( ( F `
 x ) ( +g  `  U ) ( F `  (
y  .+  z )
) ) )
7259, 65, 713eqtr4d 2480 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( ( F `
 x ) ( +g  `  U ) ( F `  y
) ) ( +g  `  U ) ( F `
 z ) )  =  ( ( F `
 x ) ( +g  `  U ) ( ( F `  y ) ( +g  `  U ) ( F `
 z ) ) ) )
73 simp1 958 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  ->  ( F `  x )  =  u )
74 simp2 959 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  ->  ( F `  y )  =  v )
7573, 74oveq12d 6101 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  ->  (
( F `  x
) ( +g  `  U
) ( F `  y ) )  =  ( u ( +g  `  U ) v ) )
76 simp3 960 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  ->  ( F `  z )  =  w )
7775, 76oveq12d 6101 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  ->  (
( ( F `  x ) ( +g  `  U ) ( F `
 y ) ) ( +g  `  U
) ( F `  z ) )  =  ( ( u ( +g  `  U ) v ) ( +g  `  U ) w ) )
7874, 76oveq12d 6101 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  ->  (
( F `  y
) ( +g  `  U
) ( F `  z ) )  =  ( v ( +g  `  U ) w ) )
7973, 78oveq12d 6101 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  ->  (
( F `  x
) ( +g  `  U
) ( ( F `
 y ) ( +g  `  U ) ( F `  z
) ) )  =  ( u ( +g  `  U ) ( v ( +g  `  U
) w ) ) )
8077, 79eqeq12d 2452 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( F `  x
)  =  u  /\  ( F `  y )  =  v  /\  ( F `  z )  =  w )  ->  (
( ( ( F `
 x ) ( +g  `  U ) ( F `  y
) ) ( +g  `  U ) ( F `
 z ) )  =  ( ( F `
 x ) ( +g  `  U ) ( ( F `  y ) ( +g  `  U ) ( F `
 z ) ) )  <->  ( ( u ( +g  `  U
) v ) ( +g  `  U ) w )  =  ( u ( +g  `  U
) ( v ( +g  `  U ) w ) ) ) )
8172, 80syl5ibcom 213 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V  /\  z  e.  V ) )  -> 
( ( ( F `
 x )  =  u  /\  ( F `
 y )  =  v  /\  ( F `
 z )  =  w )  ->  (
( u ( +g  `  U ) v ) ( +g  `  U
) w )  =  ( u ( +g  `  U ) ( v ( +g  `  U
) w ) ) ) )
82813exp2 1172 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( x  e.  V  ->  ( y  e.  V  ->  ( z  e.  V  ->  ( ( ( F `
 x )  =  u  /\  ( F `
 y )  =  v  /\  ( F `
 z )  =  w )  ->  (
( u ( +g  `  U ) v ) ( +g  `  U
) w )  =  ( u ( +g  `  U ) ( v ( +g  `  U
) w ) ) ) ) ) ) )
8382imp32 424 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V ) )  -> 
( z  e.  V  ->  ( ( ( F `
 x )  =  u  /\  ( F `
 y )  =  v  /\  ( F `
 z )  =  w )  ->  (
( u ( +g  `  U ) v ) ( +g  `  U
) w )  =  ( u ( +g  `  U ) ( v ( +g  `  U
) w ) ) ) ) )
8483rexlimdv 2831 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  ( x  e.  V  /\  y  e.  V ) )  -> 
( E. z  e.  V  ( ( F `
 x )  =  u  /\  ( F `
 y )  =  v  /\  ( F `
 z )  =  w )  ->  (
( u ( +g  `  U ) v ) ( +g  `  U
) w )  =  ( u ( +g  `  U ) ( v ( +g  `  U
) w ) ) ) )
8584rexlimdvva 2839 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( E. x  e.  V  E. y  e.  V  E. z  e.  V  ( ( F `
 x )  =  u  /\  ( F `
 y )  =  v  /\  ( F `
 z )  =  w )  ->  (
( u ( +g  `  U ) v ) ( +g  `  U
) w )  =  ( u ( +g  `  U ) ( v ( +g  `  U
) w ) ) ) )
8641, 85sylbid 208 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( ( u  e.  B  /\  v  e.  B  /\  w  e.  B )  ->  (
( u ( +g  `  U ) v ) ( +g  `  U
) w )  =  ( u ( +g  `  U ) ( v ( +g  `  U
) w ) ) ) )
8786imp 420 . . 3  |-  ( (
ph  /\  ( u  e.  B  /\  v  e.  B  /\  w  e.  B ) )  -> 
( ( u ( +g  `  U ) v ) ( +g  `  U ) w )  =  ( u ( +g  `  U ) ( v ( +g  `  U ) w ) ) )
88 fof 5655 . . . . 5  |-  ( F : V -onto-> B  ->  F : V --> B )
893, 88syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  F : V --> B )
90 imasgrp2.3 . . . 4  |-  ( ph  ->  .0.  e.  V )
9189, 90ffvelrnd 5873 . . 3  |-  ( ph  ->  ( F `  .0.  )  e.  B )
9233, 34syl 16 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( u  e.  ran  F  <->  E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u ) )
9328, 92bitr3d 248 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( u  e.  B  <->  E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u ) )
94 simpl 445 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ph )
9590adantr 453 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  .0.  e.  V )
96 simpr 449 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  x  e.  V )
973, 15, 1, 2, 4, 16, 17imasaddval 13759 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  .0.  e.  V  /\  x  e.  V
)  ->  ( ( F `  .0.  ) ( +g  `  U ) ( F `  x
) )  =  ( F `  (  .0.  ( +g  `  R
) x ) ) )
9894, 95, 96, 97syl3anc 1185 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  (
( F `  .0.  ) ( +g  `  U
) ( F `  x ) )  =  ( F `  (  .0.  ( +g  `  R
) x ) ) )
998adantr 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  .+  =  ( +g  `  R ) )
10099oveqd 6100 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  (  .0.  .+  x )  =  (  .0.  ( +g  `  R ) x ) )
101100fveq2d 5734 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ( F `  (  .0.  .+  x ) )  =  ( F `  (  .0.  ( +g  `  R
) x ) ) )
102 imasgrp2.4 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ( F `  (  .0.  .+  x ) )  =  ( F `  x
) )
10398, 101, 1023eqtr2d 2476 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  (
( F `  .0.  ) ( +g  `  U
) ( F `  x ) )  =  ( F `  x
) )
104 oveq2 6091 . . . . . . . 8  |-  ( ( F `  x )  =  u  ->  (
( F `  .0.  ) ( +g  `  U
) ( F `  x ) )  =  ( ( F `  .0.  ) ( +g  `  U
) u ) )
105 id 21 . . . . . . . 8  |-  ( ( F `  x )  =  u  ->  ( F `  x )  =  u )
106104, 105eqeq12d 2452 . . . . . . 7  |-  ( ( F `  x )  =  u  ->  (
( ( F `  .0.  ) ( +g  `  U
) ( F `  x ) )  =  ( F `  x
)  <->  ( ( F `
 .0.  ) ( +g  `  U ) u )  =  u ) )
107103, 106syl5ibcom 213 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  (
( F `  x
)  =  u  -> 
( ( F `  .0.  ) ( +g  `  U
) u )  =  u ) )
108107rexlimdva 2832 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u  ->  ( ( F `
 .0.  ) ( +g  `  U ) u )  =  u ) )
10993, 108sylbid 208 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( u  e.  B  ->  ( ( F `  .0.  ) ( +g  `  U
) u )  =  u ) )
110109imp 420 . . 3  |-  ( (
ph  /\  u  e.  B )  ->  (
( F `  .0.  ) ( +g  `  U
) u )  =  u )
11189adantr 453 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  F : V --> B )
112 imasgrp2.5 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  N  e.  V )
113111, 112ffvelrnd 5873 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ( F `  N )  e.  B )
1143, 15, 1, 2, 4, 16, 17imasaddval 13759 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  N  e.  V  /\  x  e.  V
)  ->  ( ( F `  N )
( +g  `  U ) ( F `  x
) )  =  ( F `  ( N ( +g  `  R
) x ) ) )
11594, 112, 96, 114syl3anc 1185 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  (
( F `  N
) ( +g  `  U
) ( F `  x ) )  =  ( F `  ( N ( +g  `  R
) x ) ) )
11699oveqd 6100 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ( N  .+  x )  =  ( N ( +g  `  R ) x ) )
117116fveq2d 5734 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ( F `  ( N  .+  x ) )  =  ( F `  ( N ( +g  `  R
) x ) ) )
118 imasgrp2.6 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  ( F `  ( N  .+  x ) )  =  ( F `  .0.  ) )
119115, 117, 1183eqtr2d 2476 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  (
( F `  N
) ( +g  `  U
) ( F `  x ) )  =  ( F `  .0.  ) )
120 oveq1 6090 . . . . . . . . . 10  |-  ( v  =  ( F `  N )  ->  (
v ( +g  `  U
) ( F `  x ) )  =  ( ( F `  N ) ( +g  `  U ) ( F `
 x ) ) )
121120eqeq1d 2446 . . . . . . . . 9  |-  ( v  =  ( F `  N )  ->  (
( v ( +g  `  U ) ( F `
 x ) )  =  ( F `  .0.  )  <->  ( ( F `
 N ) ( +g  `  U ) ( F `  x
) )  =  ( F `  .0.  )
) )
122121rspcev 3054 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( F `  N
)  e.  B  /\  ( ( F `  N ) ( +g  `  U ) ( F `
 x ) )  =  ( F `  .0.  ) )  ->  E. v  e.  B  ( v
( +g  `  U ) ( F `  x
) )  =  ( F `  .0.  )
)
123113, 119, 122syl2anc 644 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  E. v  e.  B  ( v
( +g  `  U ) ( F `  x
) )  =  ( F `  .0.  )
)
124 oveq2 6091 . . . . . . . . 9  |-  ( ( F `  x )  =  u  ->  (
v ( +g  `  U
) ( F `  x ) )  =  ( v ( +g  `  U ) u ) )
125124eqeq1d 2446 . . . . . . . 8  |-  ( ( F `  x )  =  u  ->  (
( v ( +g  `  U ) ( F `
 x ) )  =  ( F `  .0.  )  <->  ( v ( +g  `  U ) u )  =  ( F `  .0.  )
) )
126125rexbidv 2728 . . . . . . 7  |-  ( ( F `  x )  =  u  ->  ( E. v  e.  B  ( v ( +g  `  U ) ( F `
 x ) )  =  ( F `  .0.  )  <->  E. v  e.  B  ( v ( +g  `  U ) u )  =  ( F `  .0.  ) ) )
127123, 126syl5ibcom 213 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  V )  ->  (
( F `  x
)  =  u  ->  E. v  e.  B  ( v ( +g  `  U ) u )  =  ( F `  .0.  ) ) )
128127rexlimdva 2832 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( E. x  e.  V  ( F `  x )  =  u  ->  E. v  e.  B  ( v ( +g  `  U ) u )  =  ( F `  .0.  ) ) )
12993, 128sylbid 208 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( u  e.  B  ->  E. v  e.  B  ( v ( +g  `  U ) u )  =  ( F `  .0.  ) ) )
130129imp 420 . . 3  |-  ( (
ph  /\  u  e.  B )  ->  E. v  e.  B  ( v
( +g  `  U ) u )  =  ( F `  .0.  )
)
1315, 6, 25, 87, 91, 110, 130isgrpde 14831 . 2  |-  ( ph  ->  U  e.  Grp )
1325, 6, 91, 110, 131grpidd2 14844 . 2  |-  ( ph  ->  ( F `  .0.  )  =  ( 0g `  U ) )
133131, 132jca 520 1  |-  ( ph  ->  ( U  e.  Grp  /\  ( F `  .0.  )  =  ( 0g `  U ) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 178    /\ wa 360    /\ w3a 937    = wceq 1653    e. wcel 1726   E.wrex 2708    X. cxp 4878   ran crn 4881    Fn wfn 5451   -->wf 5452   -onto->wfo 5454   ` cfv 5456  (class class class)co 6083   Basecbs 13471   +g cplusg 13531   0gc0g 13725    "s cimas 13732   Grpcgrp 14687
This theorem is referenced by:  imasgrp  14936  divsgrp2  14938
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1556  ax-5 1567  ax-17 1627  ax-9 1667  ax-8 1688  ax-13 1728  ax-14 1730  ax-6 1745  ax-7 1750  ax-11 1762  ax-12 1951  ax-ext 2419  ax-rep 4322  ax-sep 4332  ax-nul 4340  ax-pow 4379  ax-pr 4405  ax-un 4703  ax-cnex 9048  ax-resscn 9049  ax-1cn 9050  ax-icn 9051  ax-addcl 9052  ax-addrcl 9053  ax-mulcl 9054  ax-mulrcl 9055  ax-mulcom 9056  ax-addass 9057  ax-mulass 9058  ax-distr 9059  ax-i2m1 9060  ax-1ne0 9061  ax-1rid 9062  ax-rnegex 9063  ax-rrecex 9064  ax-cnre 9065  ax-pre-lttri 9066  ax-pre-lttrn 9067  ax-pre-ltadd 9068  ax-pre-mulgt0 9069
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  df-3or 938  df-3an 939  df-tru 1329  df-ex 1552  df-nf 1555  df-sb 1660  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2712  df-rex 2713  df-reu 2714  df-rmo 2715  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-csb 3254  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-pss 3338  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-tp 3824  df-op 3825  df-uni 4018  df-int 4053  df-iun 4097  df-br 4215  df-opab 4269  df-mpt 4270  df-tr 4305  df-eprel 4496  df-id 4500  df-po 4505  df-so 4506  df-fr 4543  df-we 4545  df-ord 4586  df-on 4587  df-lim 4588  df-suc 4589  df-om 4848  df-xp 4886  df-rel 4887  df-cnv 4888  df-co 4889  df-dm 4890  df-rn 4891  df-res 4892  df-ima 4893  df-iota 5420  df-fun 5458  df-fn 5459  df-f 5460  df-f1 5461  df-fo 5462  df-f1o 5463  df-fv 5464  df-ov 6086  df-oprab 6087  df-mpt2 6088  df-1st 6351  df-2nd 6352  df-riota 6551  df-recs 6635  df-rdg 6670  df-1o 6726  df-oadd 6730  df-er 6907  df-en 7112  df-dom 7113  df-sdom 7114  df-fin 7115  df-sup 7448  df-pnf 9124  df-mnf 9125  df-xr 9126  df-ltxr 9127  df-le 9128  df-sub 9295  df-neg 9296  df-nn 10003  df-2 10060  df-3 10061  df-4 10062  df-5 10063  df-6 10064  df-7 10065  df-8 10066  df-9 10067  df-10 10068  df-n0 10224  df-z 10285  df-dec 10385  df-uz 10491  df-fz 11046  df-struct 13473  df-ndx 13474  df-slot 13475  df-base 13476  df-plusg 13544  df-mulr 13545  df-sca 13547  df-vsca 13548  df-tset 13550  df-ple 13551  df-ds 13553  df-0g 13729  df-imas 13736  df-mnd 14692  df-grp 14814
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