MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  imasplusg Structured version   Unicode version

Theorem imasplusg 13745
Description: The group operation in an image structure. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 11-Jul-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
imasbas.u  |-  ( ph  ->  U  =  ( F 
"s  R ) )
imasbas.v  |-  ( ph  ->  V  =  ( Base `  R ) )
imasbas.f  |-  ( ph  ->  F : V -onto-> B
)
imasbas.r  |-  ( ph  ->  R  e.  Z )
imasplusg.p  |-  .+  =  ( +g  `  R )
imasplusg.a  |-  .+b  =  ( +g  `  U )
Assertion
Ref Expression
imasplusg  |-  ( ph  -> 
.+b  =  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. } )
Distinct variable groups:    q, p, F    R, p, q    ph, p, q    V, p, q
Allowed substitution hints:    B( q, p)    .+ ( q, p)    .+b ( q, p)    U( q, p)    Z( q, p)

Proof of Theorem imasplusg
Dummy variables  g  h  i  n  x  y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imasbas.u . . 3  |-  ( ph  ->  U  =  ( F 
"s  R ) )
2 imasbas.v . . 3  |-  ( ph  ->  V  =  ( Base `  R ) )
3 imasplusg.p . . 3  |-  .+  =  ( +g  `  R )
4 eqid 2438 . . 3  |-  ( .r
`  R )  =  ( .r `  R
)
5 eqid 2438 . . 3  |-  (Scalar `  R )  =  (Scalar `  R )
6 eqid 2438 . . 3  |-  ( Base `  (Scalar `  R )
)  =  ( Base `  (Scalar `  R )
)
7 eqid 2438 . . 3  |-  ( .s
`  R )  =  ( .s `  R
)
8 eqid 2438 . . 3  |-  ( TopOpen `  R )  =  (
TopOpen `  R )
9 eqid 2438 . . 3  |-  ( dist `  R )  =  (
dist `  R )
10 eqid 2438 . . 3  |-  ( le
`  R )  =  ( le `  R
)
11 eqidd 2439 . . 3  |-  ( ph  ->  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. }  =  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } )
12 eqidd 2439 . . 3  |-  ( ph  ->  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p ( .r
`  R ) q ) ) >. }  =  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p ( .r
`  R ) q ) ) >. } )
13 eqidd 2439 . . 3  |-  ( ph  ->  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R
) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s `  R
) q ) ) )  =  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R ) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s
`  R ) q ) ) ) )
14 eqidd 2439 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( TopOpen `  R
) qTop  F )  =  ( ( TopOpen `  R ) qTop  F ) )
15 imasbas.f . . . 4  |-  ( ph  ->  F : V -onto-> B
)
16 imasbas.r . . . 4  |-  ( ph  ->  R  e.  Z )
17 eqid 2438 . . . 4  |-  ( dist `  U )  =  (
dist `  U )
181, 2, 15, 16, 9, 17imasds 13741 . . 3  |-  ( ph  ->  ( dist `  U
)  =  ( x  e.  B ,  y  e.  B  |->  sup ( U_ n  e.  NN  ran  ( g  e.  {
h  e.  ( ( V  X.  V )  ^m  ( 1 ... n ) )  |  ( ( F `  ( 1st `  ( h `
 1 ) ) )  =  x  /\  ( F `  ( 2nd `  ( h `  n
) ) )  =  y  /\  A. i  e.  ( 1 ... (
n  -  1 ) ) ( F `  ( 2nd `  ( h `
 i ) ) )  =  ( F `
 ( 1st `  (
h `  ( i  +  1 ) ) ) ) ) } 
|->  ( RR* s  gsumg  ( (
dist `  R )  o.  g ) ) ) ,  RR* ,  `'  <  ) ) )
19 eqidd 2439 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
)  =  ( ( F  o.  ( le
`  R ) )  o.  `' F ) )
201, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 18, 19, 15, 16imasval 13739 . 2  |-  ( ph  ->  U  =  ( ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. } >. ,  <. ( .r `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p ( .r
`  R ) q ) ) >. } >. }  u.  { <. (Scalar ` 
ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R
) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s `  R
) q ) ) ) >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } ) )
21 eqid 2438 . . 3  |-  ( ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. } >. ,  <. ( .r `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p ( .r
`  R ) q ) ) >. } >. }  u.  { <. (Scalar ` 
ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R
) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s `  R
) q ) ) ) >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )  =  ( ( { <. (
Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } >. , 
<. ( .r `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p ( .r `  R
) q ) )
>. } >. }  u.  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R ) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s
`  R ) q ) ) ) >. } )  u.  { <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen `  R
) qTop  F ) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F ) >. ,  <. (
dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )
2221imasvalstr 13677 . 2  |-  ( ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. } >. ,  <. ( .r `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p ( .r
`  R ) q ) ) >. } >. }  u.  { <. (Scalar ` 
ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R
) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s `  R
) q ) ) ) >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } ) Struct  <. 1 , ; 1 2 >.
23 plusgid 13566 . 2  |-  +g  = Slot  ( +g  `  ndx )
24 snsstp2 3952 . . . 4  |-  { <. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } >. } 
C_  { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } >. , 
<. ( .r `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p ( .r `  R
) q ) )
>. } >. }
25 ssun1 3512 . . . 4  |-  { <. (
Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } >. , 
<. ( .r `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p ( .r `  R
) q ) )
>. } >. }  C_  ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. } >. ,  <. ( .r `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p ( .r
`  R ) q ) ) >. } >. }  u.  { <. (Scalar ` 
ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R
) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s `  R
) q ) ) ) >. } )
2624, 25sstri 3359 . . 3  |-  { <. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } >. } 
C_  ( { <. (
Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } >. , 
<. ( .r `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p ( .r `  R
) q ) )
>. } >. }  u.  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R ) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s
`  R ) q ) ) ) >. } )
27 ssun1 3512 . . 3  |-  ( {
<. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. } >. ,  <. ( .r `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p ( .r
`  R ) q ) ) >. } >. }  u.  { <. (Scalar ` 
ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R
) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s `  R
) q ) ) ) >. } )  C_  ( ( { <. (
Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } >. , 
<. ( .r `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p ( .r `  R
) q ) )
>. } >. }  u.  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R ) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s
`  R ) q ) ) ) >. } )  u.  { <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen `  R
) qTop  F ) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F ) >. ,  <. (
dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )
2826, 27sstri 3359 . 2  |-  { <. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. } >. } 
C_  ( ( {
<. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. } >. ,  <. ( .r `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p ( .r
`  R ) q ) ) >. } >. }  u.  { <. (Scalar ` 
ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  ( Base `  (Scalar `  R
) ) ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p ( .s `  R
) q ) ) ) >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )
29 fvex 5744 . . . 4  |-  ( Base `  R )  e.  _V
302, 29syl6eqel 2526 . . 3  |-  ( ph  ->  V  e.  _V )
31 snex 4407 . . . . . 6  |-  { <. <.
( F `  p
) ,  ( F `
 q ) >. ,  ( F `  ( p  .+  q ) ) >. }  e.  _V
3231rgenw 2775 . . . . 5  |-  A. q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. }  e.  _V
33 iunexg 5989 . . . . 5  |-  ( ( V  e.  _V  /\  A. q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. }  e.  _V )  ->  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. }  e.  _V )
3430, 32, 33sylancl 645 . . . 4  |-  ( ph  ->  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. }  e.  _V )
3534ralrimivw 2792 . . 3  |-  ( ph  ->  A. p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. }  e.  _V )
36 iunexg 5989 . . 3  |-  ( ( V  e.  _V  /\  A. p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. }  e.  _V )  ->  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. }  e.  _V )
3730, 35, 36syl2anc 644 . 2  |-  ( ph  ->  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( F `  ( p  .+  q
) ) >. }  e.  _V )
38 imasplusg.a . 2  |-  .+b  =  ( +g  `  U )
3920, 22, 23, 28, 37, 38strfv3 13504 1  |-  ( ph  -> 
.+b  =  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p 
.+  q ) )
>. } )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    -> wi 4    = wceq 1653    e. wcel 1726   A.wral 2707   _Vcvv 2958    u. cun 3320   {csn 3816   {cpr 3817   {ctp 3818   <.cop 3819   U_ciun 4095   `'ccnv 4879    o. ccom 4884   -onto->wfo 5454   ` cfv 5456  (class class class)co 6083    e. cmpt2 6085   1c1 8993   2c2 10051  ;cdc 10384   ndxcnx 13468   Basecbs 13471   +g cplusg 13531   .rcmulr 13532  Scalarcsca 13534   .scvsca 13535  TopSetcts 13537   lecple 13538   distcds 13540   TopOpenctopn 13651   qTop cqtop 13731    "s cimas 13732
This theorem is referenced by:  imasmulr  13746  imassca  13747  imasvsca  13748  imastset  13749  imasle  13750  imasaddfn  13758  imasaddval  13759  imasaddf  13760  divsaddval  13780  divsaddf  13781
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-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-imas 13736
  Copyright terms: Public domain W3C validator