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Theorem ismhm 14745
Description: Property of a monoid homomorphism. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Mar-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ismhm.b  |-  B  =  ( Base `  S
)
ismhm.c  |-  C  =  ( Base `  T
)
ismhm.p  |-  .+  =  ( +g  `  S )
ismhm.q  |-  .+^  =  ( +g  `  T )
ismhm.z  |-  .0.  =  ( 0g `  S )
ismhm.y  |-  Y  =  ( 0g `  T
)
Assertion
Ref Expression
ismhm  |-  ( F  e.  ( S MndHom  T
)  <->  ( ( S  e.  Mnd  /\  T  e.  Mnd )  /\  ( F : B --> C  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( F `  x )  .+^  ( F `
 y ) )  /\  ( F `  .0.  )  =  Y
) ) )
Distinct variable groups:    x, y, B    x, S, y    x, T, y    x, F, y
Allowed substitution hints:    C( x, y)    .+ ( x, y)    .+^ ( x, y)    Y( x, y)    .0. ( x, y)

Proof of Theorem ismhm
Dummy variables  f 
s  t are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 df-mhm 14743 . . 3  |- MndHom  =  ( s  e.  Mnd , 
t  e.  Mnd  |->  { f  e.  ( (
Base `  t )  ^m  ( Base `  s
) )  |  ( A. x  e.  (
Base `  s ) A. y  e.  ( Base `  s ) ( f `  ( x ( +g  `  s
) y ) )  =  ( ( f `
 x ) ( +g  `  t ) ( f `  y
) )  /\  (
f `  ( 0g `  s ) )  =  ( 0g `  t
) ) } )
21elmpt2cl 6291 . 2  |-  ( F  e.  ( S MndHom  T
)  ->  ( S  e.  Mnd  /\  T  e. 
Mnd ) )
3 fveq2 5731 . . . . . . . 8  |-  ( t  =  T  ->  ( Base `  t )  =  ( Base `  T
) )
4 ismhm.c . . . . . . . 8  |-  C  =  ( Base `  T
)
53, 4syl6eqr 2488 . . . . . . 7  |-  ( t  =  T  ->  ( Base `  t )  =  C )
6 fveq2 5731 . . . . . . . 8  |-  ( s  =  S  ->  ( Base `  s )  =  ( Base `  S
) )
7 ismhm.b . . . . . . . 8  |-  B  =  ( Base `  S
)
86, 7syl6eqr 2488 . . . . . . 7  |-  ( s  =  S  ->  ( Base `  s )  =  B )
95, 8oveqan12rd 6104 . . . . . 6  |-  ( ( s  =  S  /\  t  =  T )  ->  ( ( Base `  t
)  ^m  ( Base `  s ) )  =  ( C  ^m  B
) )
108adantr 453 . . . . . . . 8  |-  ( ( s  =  S  /\  t  =  T )  ->  ( Base `  s
)  =  B )
11 fveq2 5731 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( s  =  S  ->  ( +g  `  s )  =  ( +g  `  S
) )
12 ismhm.p . . . . . . . . . . . . 13  |-  .+  =  ( +g  `  S )
1311, 12syl6eqr 2488 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( s  =  S  ->  ( +g  `  s )  = 
.+  )
1413oveqd 6101 . . . . . . . . . . 11  |-  ( s  =  S  ->  (
x ( +g  `  s
) y )  =  ( x  .+  y
) )
1514fveq2d 5735 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  =  S  ->  (
f `  ( x
( +g  `  s ) y ) )  =  ( f `  (
x  .+  y )
) )
16 fveq2 5731 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( t  =  T  ->  ( +g  `  t )  =  ( +g  `  T
) )
17 ismhm.q . . . . . . . . . . . 12  |-  .+^  =  ( +g  `  T )
1816, 17syl6eqr 2488 . . . . . . . . . . 11  |-  ( t  =  T  ->  ( +g  `  t )  = 
.+^  )
1918oveqd 6101 . . . . . . . . . 10  |-  ( t  =  T  ->  (
( f `  x
) ( +g  `  t
) ( f `  y ) )  =  ( ( f `  x )  .+^  ( f `
 y ) ) )
2015, 19eqeqan12d 2453 . . . . . . . . 9  |-  ( ( s  =  S  /\  t  =  T )  ->  ( ( f `  ( x ( +g  `  s ) y ) )  =  ( ( f `  x ) ( +g  `  t
) ( f `  y ) )  <->  ( f `  ( x  .+  y
) )  =  ( ( f `  x
)  .+^  ( f `  y ) ) ) )
2110, 20raleqbidv 2918 . . . . . . . 8  |-  ( ( s  =  S  /\  t  =  T )  ->  ( A. y  e.  ( Base `  s
) ( f `  ( x ( +g  `  s ) y ) )  =  ( ( f `  x ) ( +g  `  t
) ( f `  y ) )  <->  A. y  e.  B  ( f `  ( x  .+  y
) )  =  ( ( f `  x
)  .+^  ( f `  y ) ) ) )
2210, 21raleqbidv 2918 . . . . . . 7  |-  ( ( s  =  S  /\  t  =  T )  ->  ( A. x  e.  ( Base `  s
) A. y  e.  ( Base `  s
) ( f `  ( x ( +g  `  s ) y ) )  =  ( ( f `  x ) ( +g  `  t
) ( f `  y ) )  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( f `  ( x  .+  y
) )  =  ( ( f `  x
)  .+^  ( f `  y ) ) ) )
23 fveq2 5731 . . . . . . . . . 10  |-  ( s  =  S  ->  ( 0g `  s )  =  ( 0g `  S
) )
24 ismhm.z . . . . . . . . . 10  |-  .0.  =  ( 0g `  S )
2523, 24syl6eqr 2488 . . . . . . . . 9  |-  ( s  =  S  ->  ( 0g `  s )  =  .0.  )
2625fveq2d 5735 . . . . . . . 8  |-  ( s  =  S  ->  (
f `  ( 0g `  s ) )  =  ( f `  .0.  ) )
27 fveq2 5731 . . . . . . . . 9  |-  ( t  =  T  ->  ( 0g `  t )  =  ( 0g `  T
) )
28 ismhm.y . . . . . . . . 9  |-  Y  =  ( 0g `  T
)
2927, 28syl6eqr 2488 . . . . . . . 8  |-  ( t  =  T  ->  ( 0g `  t )  =  Y )
3026, 29eqeqan12d 2453 . . . . . . 7  |-  ( ( s  =  S  /\  t  =  T )  ->  ( ( f `  ( 0g `  s ) )  =  ( 0g
`  t )  <->  ( f `  .0.  )  =  Y ) )
3122, 30anbi12d 693 . . . . . 6  |-  ( ( s  =  S  /\  t  =  T )  ->  ( ( A. x  e.  ( Base `  s
) A. y  e.  ( Base `  s
) ( f `  ( x ( +g  `  s ) y ) )  =  ( ( f `  x ) ( +g  `  t
) ( f `  y ) )  /\  ( f `  ( 0g `  s ) )  =  ( 0g `  t ) )  <->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
f `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( f `  x )  .+^  ( f `
 y ) )  /\  ( f `  .0.  )  =  Y
) ) )
329, 31rabeqbidv 2953 . . . . 5  |-  ( ( s  =  S  /\  t  =  T )  ->  { f  e.  ( ( Base `  t
)  ^m  ( Base `  s ) )  |  ( A. x  e.  ( Base `  s
) A. y  e.  ( Base `  s
) ( f `  ( x ( +g  `  s ) y ) )  =  ( ( f `  x ) ( +g  `  t
) ( f `  y ) )  /\  ( f `  ( 0g `  s ) )  =  ( 0g `  t ) ) }  =  { f  e.  ( C  ^m  B
)  |  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
f `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( f `  x )  .+^  ( f `
 y ) )  /\  ( f `  .0.  )  =  Y
) } )
33 ovex 6109 . . . . . 6  |-  ( C  ^m  B )  e. 
_V
3433rabex 4357 . . . . 5  |-  { f  e.  ( C  ^m  B )  |  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( f `  (
x  .+  y )
)  =  ( ( f `  x ) 
.+^  ( f `  y ) )  /\  ( f `  .0.  )  =  Y ) }  e.  _V
3532, 1, 34ovmpt2a 6207 . . . 4  |-  ( ( S  e.  Mnd  /\  T  e.  Mnd )  ->  ( S MndHom  T )  =  { f  e.  ( C  ^m  B
)  |  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
f `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( f `  x )  .+^  ( f `
 y ) )  /\  ( f `  .0.  )  =  Y
) } )
3635eleq2d 2505 . . 3  |-  ( ( S  e.  Mnd  /\  T  e.  Mnd )  ->  ( F  e.  ( S MndHom  T )  <->  F  e.  { f  e.  ( C  ^m  B )  |  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( f `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( f `  x ) 
.+^  ( f `  y ) )  /\  ( f `  .0.  )  =  Y ) } ) )
37 fvex 5745 . . . . . . 7  |-  ( Base `  T )  e.  _V
384, 37eqeltri 2508 . . . . . 6  |-  C  e. 
_V
39 fvex 5745 . . . . . . 7  |-  ( Base `  S )  e.  _V
407, 39eqeltri 2508 . . . . . 6  |-  B  e. 
_V
4138, 40elmap 7045 . . . . 5  |-  ( F  e.  ( C  ^m  B )  <->  F : B
--> C )
4241anbi1i 678 . . . 4  |-  ( ( F  e.  ( C  ^m  B )  /\  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x 
.+  y ) )  =  ( ( F `
 x )  .+^  ( F `  y ) )  /\  ( F `
 .0.  )  =  Y ) )  <->  ( F : B --> C  /\  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x 
.+  y ) )  =  ( ( F `
 x )  .+^  ( F `  y ) )  /\  ( F `
 .0.  )  =  Y ) ) )
43 fveq1 5730 . . . . . . . 8  |-  ( f  =  F  ->  (
f `  ( x  .+  y ) )  =  ( F `  (
x  .+  y )
) )
44 fveq1 5730 . . . . . . . . 9  |-  ( f  =  F  ->  (
f `  x )  =  ( F `  x ) )
45 fveq1 5730 . . . . . . . . 9  |-  ( f  =  F  ->  (
f `  y )  =  ( F `  y ) )
4644, 45oveq12d 6102 . . . . . . . 8  |-  ( f  =  F  ->  (
( f `  x
)  .+^  ( f `  y ) )  =  ( ( F `  x )  .+^  ( F `
 y ) ) )
4743, 46eqeq12d 2452 . . . . . . 7  |-  ( f  =  F  ->  (
( f `  (
x  .+  y )
)  =  ( ( f `  x ) 
.+^  ( f `  y ) )  <->  ( F `  ( x  .+  y
) )  =  ( ( F `  x
)  .+^  ( F `  y ) ) ) )
48472ralbidv 2749 . . . . . 6  |-  ( f  =  F  ->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( f `  (
x  .+  y )
)  =  ( ( f `  x ) 
.+^  ( f `  y ) )  <->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x  .+  y
) )  =  ( ( F `  x
)  .+^  ( F `  y ) ) ) )
49 fveq1 5730 . . . . . . 7  |-  ( f  =  F  ->  (
f `  .0.  )  =  ( F `  .0.  ) )
5049eqeq1d 2446 . . . . . 6  |-  ( f  =  F  ->  (
( f `  .0.  )  =  Y  <->  ( F `  .0.  )  =  Y ) )
5148, 50anbi12d 693 . . . . 5  |-  ( f  =  F  ->  (
( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( f `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( f `  x ) 
.+^  ( f `  y ) )  /\  ( f `  .0.  )  =  Y )  <->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x 
.+  y ) )  =  ( ( F `
 x )  .+^  ( F `  y ) )  /\  ( F `
 .0.  )  =  Y ) ) )
5251elrab 3094 . . . 4  |-  ( F  e.  { f  e.  ( C  ^m  B
)  |  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
f `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( f `  x )  .+^  ( f `
 y ) )  /\  ( f `  .0.  )  =  Y
) }  <->  ( F  e.  ( C  ^m  B
)  /\  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( F `  x )  .+^  ( F `
 y ) )  /\  ( F `  .0.  )  =  Y
) ) )
53 3anass 941 . . . 4  |-  ( ( F : B --> C  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( F `  x )  .+^  ( F `
 y ) )  /\  ( F `  .0.  )  =  Y
)  <->  ( F : B
--> C  /\  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( F `  x )  .+^  ( F `
 y ) )  /\  ( F `  .0.  )  =  Y
) ) )
5442, 52, 533bitr4i 270 . . 3  |-  ( F  e.  { f  e.  ( C  ^m  B
)  |  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  (
f `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( f `  x )  .+^  ( f `
 y ) )  /\  ( f `  .0.  )  =  Y
) }  <->  ( F : B --> C  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( F `  x )  .+^  ( F `
 y ) )  /\  ( F `  .0.  )  =  Y
) )
5536, 54syl6bb 254 . 2  |-  ( ( S  e.  Mnd  /\  T  e.  Mnd )  ->  ( F  e.  ( S MndHom  T )  <->  ( F : B --> C  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( F `  x )  .+^  ( F `
 y ) )  /\  ( F `  .0.  )  =  Y
) ) )
562, 55biadan2 625 1  |-  ( F  e.  ( S MndHom  T
)  <->  ( ( S  e.  Mnd  /\  T  e.  Mnd )  /\  ( F : B --> C  /\  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( F `  ( x  .+  y ) )  =  ( ( F `  x )  .+^  ( F `
 y ) )  /\  ( F `  .0.  )  =  Y
) ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:    <-> wb 178    /\ wa 360    /\ w3a 937    = wceq 1653    e. wcel 1726   A.wral 2707   {crab 2711   _Vcvv 2958   -->wf 5453   ` cfv 5457  (class class class)co 6084    ^m cmap 7021   Basecbs 13474   +g cplusg 13534   0gc0g 13728   Mndcmnd 14689   MndHom cmhm 14741
This theorem is referenced by:  mhmf  14748  mhmpropd  14749  mhmlin  14750  mhm0  14751  0mhm  14763  resmhm  14764  resmhm2  14765  resmhm2b  14766  mhmco  14767  prdspjmhm  14771  pwsdiagmhm  14773  pwsco1mhm  14774  pwsco2mhm  14775  frmdup1  14814  ghmmhm  15021  frgpmhm  15402  mulgmhm  15455  dfrhm2  15826  isrhm2d  15834  expmhm  16781  dchrelbas3  21027  xrge0iifmhm  24330  esumcocn  24475  deg1mhm  27517
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 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-sep 4333  ax-nul 4341  ax-pow 4380  ax-pr 4406  ax-un 4704
This theorem depends on definitions:  df-bi 179  df-or 361  df-an 362  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-ral 2712  df-rex 2713  df-rab 2716  df-v 2960  df-sbc 3164  df-dif 3325  df-un 3327  df-in 3329  df-ss 3336  df-nul 3631  df-if 3742  df-pw 3803  df-sn 3822  df-pr 3823  df-op 3825  df-uni 4018  df-br 4216  df-opab 4270  df-id 4501  df-xp 4887  df-rel 4888  df-cnv 4889  df-co 4890  df-dm 4891  df-rn 4892  df-iota 5421  df-fun 5459  df-fn 5460  df-f 5461  df-fv 5465  df-ov 6087  df-oprab 6088  df-mpt2 6089  df-map 7023  df-mhm 14743
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