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Theorem mhmmnd 16410
Description: The image of a monoid G under a monoid homomorphism F is a monoid. (Contributed by Thierry Arnoux, 25-Jan-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
ghmgrp.f |- ( ( ph /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
ghmgrp.x |- X = ( Base ` G )
ghmgrp.y |- Y = ( Base ` H )
ghmgrp.p |- .+ = ( +g ` G )
ghmgrp.q |- .+^ = ( +g ` H )
ghmgrp.1 |- ( ph -> F : X -onto-> Y )
mhmmnd.3 |- ( ph -> G e. Mnd )
Assertion
Ref Expression
mhmmnd |- ( ph -> H e. Mnd )
Distinct variable groups:   x, F, y   x, G, y   x, .+ , y   x, H, y   x, X, y   x, Y, y   x, .+^ , y   ph, x, y
Proof of Theorem mhmmnd
Dummy variables a d i j k b c are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpllr 760 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( F ` i ) = a )
2 simpr 461 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( F ` j ) = b )
31, 2oveq12d 6314 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) = ( a .+^ b ) )
4 simp-5l 769 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ph )
5 ghmgrp.f . . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
64, 5syl3an1 1261 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
7 simp-4r 768 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> i e. X )
8 simplr 755 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> j e. X )
96, 7, 8mhmlem 16408 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( F ` ( i .+ j ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) )
10 ghmgrp.1 . . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> F : X -onto-> Y )
11 fof 5801 . . . . . . . . . . 11 |- ( F : X -onto-> Y -> F : X --> Y )
1210, 11syl 16 . . . . . . . . . 10 |- ( ph -> F : X --> Y )
1312ad5antr 733 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> F : X --> Y )
14 mhmmnd.3 . . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> G e. Mnd )
1514ad5antr 733 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> G e. Mnd )
16 ghmgrp.x . . . . . . . . . . 11 |- X = ( Base ` G )
17 ghmgrp.p . . . . . . . . . . 11 |- .+ = ( +g ` G )
1816, 17mndcl 16147 . . . . . . . . . 10 |- ( ( G e. Mnd /\ i e. X /\ j e. X ) -> ( i .+ j ) e. X )
1915, 7, 8, 18syl3anc 1228 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( i .+ j ) e. X )
2013, 19ffvelrnd 6033 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( F ` ( i .+ j ) ) e. Y )
219, 20eqeltrrd 2546 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) e. Y )
223, 21eqeltrrd 2546 . . . . . 6 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( a .+^ b ) e. Y )
23 simpr 461 . . . . . . . 8 |- ( ( a e. Y /\ b e. Y ) -> b e. Y )
24 foelrni 5921 . . . . . . . 8 |- ( ( F : X -onto-> Y /\ b e. Y ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
2510, 23, 24syl2an 477 . . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
2625ad2antrr 725 . . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
2722, 26r19.29a 2999 . . . . 5 |- ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( a .+^ b ) e. Y )
28 simpl 457 . . . . . 6 |- ( ( a e. Y /\ b e. Y ) -> a e. Y )
29 foelrni 5921 . . . . . 6 |- ( ( F : X -onto-> Y /\ a e. Y ) -> E. i e. X ( F ` i ) = a )
3010, 28, 29syl2an 477 . . . . 5 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> E. i e. X ( F ` i ) = a )
3127, 30r19.29a 2999 . . . 4 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> ( a .+^ b ) e. Y )
32 simpll 753 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> ph )
33 simplrl 761 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> a e. Y )
34 simplrr 762 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> b e. Y )
35 simpr 461 . . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> c e. Y )
3614ad2antrr 725 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) -> G e. Mnd )
3736ad5antr 733 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> G e. Mnd )
38 simp-6r 772 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> i e. X )
39 simp-4r 768 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> j e. X )
40 simplr 755 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> k e. X )
4116, 17mndass 16148 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( G e. Mnd /\ ( i e. X /\ j e. X /\ k e. X ) ) -> ( ( i .+ j ) .+ k ) = ( i .+ ( j .+ k ) ) )
4237, 38, 39, 40, 41syl13anc 1230 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( i .+ j ) .+ k ) = ( i .+ ( j .+ k ) ) )
4342fveq2d 5876 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( ( i .+ j ) .+ k ) ) = ( F ` ( i .+ ( j .+ k ) ) ) )
44 simp-7l 773 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ph )
4544, 5syl3an1 1261 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
4637, 38, 39, 18syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( i .+ j ) e. X )
4745, 46, 40mhmlem 16408 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( ( i .+ j ) .+ k ) ) = ( ( F ` ( i .+ j ) ) .+^ ( F ` k ) ) )
4816, 17mndcl 16147 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( G e. Mnd /\ j e. X /\ k e. X ) -> ( j .+ k ) e. X )
4937, 39, 40, 48syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( j .+ k ) e. X )
5045, 38, 49mhmlem 16408 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( i .+ ( j .+ k ) ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( j .+ k ) ) ) )
5143, 47, 503eqtr3d 2506 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` ( i .+ j ) ) .+^ ( F ` k ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( j .+ k ) ) ) )
52 simp1 996 . . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) -> ph )
5352, 5syl3an1 1261 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
54 simp2 997 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) -> i e. X )
55 simp3 998 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) -> j e. X )
5653, 54, 55mhmlem 16408 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ i e. X /\ j e. X ) -> ( F ` ( i .+ j ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) )
5744, 38, 39, 56syl3anc 1228 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( i .+ j ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) )
5857oveq1d 6311 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` ( i .+ j ) ) .+^ ( F ` k ) ) = ( ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) .+^ ( F ` k ) ) )
5945, 39, 40mhmlem 16408 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` ( j .+ k ) ) = ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) )
6059oveq2d 6312 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( j .+ k ) ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) ) )
6151, 58, 603eqtr3d 2506 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) .+^ ( F ` k ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) ) )
62 simp-5r 770 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` i ) = a )
63 simpllr 760 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` j ) = b )
6462, 63oveq12d 6314 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) = ( a .+^ b ) )
65 simpr 461 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( F ` k ) = c )
6664, 65oveq12d 6314 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( ( F ` i ) .+^ ( F ` j ) ) .+^ ( F ` k ) ) = ( ( a .+^ b ) .+^ c ) )
6763, 65oveq12d 6314 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) = ( b .+^ c ) )
6862, 67oveq12d 6314 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( ( F ` j ) .+^ ( F ` k ) ) ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
6961, 66, 683eqtr3d 2506 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) /\ k e. X ) /\ ( F ` k ) = c ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
70 foelrni 5921 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( F : X -onto-> Y /\ c e. Y ) -> E. k e. X ( F ` k ) = c )
7110, 70sylan 471 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( ph /\ c e. Y ) -> E. k e. X ( F ` k ) = c )
72713ad2antr3 1163 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) -> E. k e. X ( F ` k ) = c )
7372ad4antr 731 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> E. k e. X ( F ` k ) = c )
7469, 73r19.29a 2999 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ j e. X ) /\ ( F ` j ) = b ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
75253adantr3 1157 . . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
7675ad2antrr 725 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> E. j e. X ( F ` j ) = b )
7774, 76r19.29a 2999 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
78303adantr3 1157 . . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) -> E. i e. X ( F ` i ) = a )
7977, 78r19.29a 2999 . . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y /\ c e. Y ) ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
8032, 33, 34, 35, 79syl13anc 1230 . . . . 5 |- ( ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) /\ c e. Y ) -> ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
8180ralrimiva 2871 . . . 4 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> A. c e. Y ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) )
8231, 81jca 532 . . 3 |- ( ( ph /\ ( a e. Y /\ b e. Y ) ) -> ( ( a .+^ b ) e. Y /\ A. c e. Y ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) ) )
8382ralrimivva 2878 . 2 |- ( ph -> A. a e. Y A. b e. Y ( ( a .+^ b ) e. Y /\ A. c e. Y ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) ) )
84 eqid 2457 . . . . . 6 |- ( 0g ` G ) = ( 0g ` G )
8516, 84mndidcl 16156 . . . . 5 |- ( G e. Mnd -> ( 0g ` G ) e. X )
8614, 85syl 16 . . . 4 |- ( ph -> ( 0g ` G ) e. X )
8712, 86ffvelrnd 6033 . . 3 |- ( ph -> ( F ` ( 0g ` G ) ) e. Y )
88 simplll 759 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ph )
8988, 5syl3an1 1261 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) /\ x e. X /\ y e. X ) -> ( F ` ( x .+ y ) ) = ( ( F ` x ) .+^ ( F ` y ) ) )
9014ad3antrrr 729 . . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> G e. Mnd )
9190, 85syl 16 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( 0g ` G ) e. X )
92 simplr 755 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> i e. X )
9389, 91, 92mhmlem 16408 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` ( ( 0g ` G ) .+ i ) ) = ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ ( F ` i ) ) )
9416, 17, 84mndlid 16159 . . . . . . . . . 10 |- ( ( G e. Mnd /\ i e. X ) -> ( ( 0g ` G ) .+ i ) = i )
9590, 92, 94syl2anc 661 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( 0g ` G ) .+ i ) = i )
9695fveq2d 5876 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` ( ( 0g ` G ) .+ i ) ) = ( F ` i ) )
9793, 96eqtr3d 2500 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ ( F ` i ) ) = ( F ` i ) )
98 simpr 461 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` i ) = a )
9998oveq2d 6312 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ ( F ` i ) ) = ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) )
10097, 99, 983eqtr3d 2506 . . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a )
10189, 92, 91mhmlem 16408 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` ( i .+ ( 0g ` G ) ) ) = ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) )
10216, 17, 84mndrid 16160 . . . . . . . . . 10 |- ( ( G e. Mnd /\ i e. X ) -> ( i .+ ( 0g ` G ) ) = i )
10390, 92, 102syl2anc 661 . . . . . . . . 9 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( i .+ ( 0g ` G ) ) = i )
104103fveq2d 5876 . . . . . . . 8 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( F ` ( i .+ ( 0g ` G ) ) ) = ( F ` i ) )
105101, 104eqtr3d 2500 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = ( F ` i ) )
10698oveq1d 6311 . . . . . . 7 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( F ` i ) .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) )
107105, 106, 983eqtr3d 2506 . . . . . 6 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a )
108100, 107jca 532 . . . . 5 |- ( ( ( ( ph /\ a e. Y ) /\ i e. X ) /\ ( F ` i ) = a ) -> ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) )
10910, 29sylan 471 . . . . 5 |- ( ( ph /\ a e. Y ) -> E. i e. X ( F ` i ) = a )
110108, 109r19.29a 2999 . . . 4 |- ( ( ph /\ a e. Y ) -> ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) )
111110ralrimiva 2871 . . 3 |- ( ph -> A. a e. Y ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) )
112 oveq1 6303 . . . . . . 7 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( d .+^ a ) = ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) )
113112eqeq1d 2459 . . . . . 6 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( ( d .+^ a ) = a <-> ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a ) )
114 oveq2 6304 . . . . . . 7 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( a .+^ d ) = ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) )
115114eqeq1d 2459 . . . . . 6 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( ( a .+^ d ) = a <-> ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) )
116113, 115anbi12d 710 . . . . 5 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) <-> ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) ) )
117116ralbidv 2896 . . . 4 |- ( d = ( F ` ( 0g ` G ) ) -> ( A. a e. Y ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) <-> A. a e. Y ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) ) )
118117rspcev 3210 . . 3 |- ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) e. Y /\ A. a e. Y ( ( ( F ` ( 0g ` G ) ) .+^ a ) = a /\ ( a .+^ ( F ` ( 0g ` G ) ) ) = a ) ) -> E. d e. Y A. a e. Y ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) )
11987, 111, 118syl2anc 661 . 2 |- ( ph -> E. d e. Y A. a e. Y ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) )
120 ghmgrp.y . . 3 |- Y = ( Base ` H )
121 ghmgrp.q . . 3 |- .+^ = ( +g ` H )
122120, 121ismnd 16141 . 2 |- ( H e. Mnd <-> ( A. a e. Y A. b e. Y ( ( a .+^ b ) e. Y /\ A. c e. Y ( ( a .+^ b ) .+^ c ) = ( a .+^ ( b .+^ c ) ) ) /\ E. d e. Y A. a e. Y ( ( d .+^ a ) = a /\ ( a .+^ d ) = a ) ) )
12383, 119, 122sylanbrc 664 1 |- ( ph -> H e. Mnd )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 369   /\ w3a 973   = wceq 1395   e. wcel 1819   A.wral 2807   E.wrex 2808   -->wf 5590   -onto->wfo 5592   ` cfv 5594  (class class class)co 6296   Basecbs 14735   +g cplusg 14803   0gc0g 14948   Mndcmnd 16137
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1619  ax-4 1632  ax-5 1705  ax-6 1748  ax-7 1791  ax-8 1821  ax-9 1823  ax-10 1838  ax-11 1843  ax-12 1855  ax-13 2000  ax-ext 2435  ax-sep 4578  ax-nul 4586  ax-pow 4634  ax-pr 4695
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3an 975  df-tru 1398  df-ex 1614  df-nf 1618  df-sb 1741  df-eu 2287  df-mo 2288  df-clab 2443  df-cleq 2449  df-clel 2452  df-nfc 2607  df-ne 2654  df-ral 2812  df-rex 2813  df-reu 2814  df-rmo 2815  df-rab 2816  df-v 3111  df-sbc 3328  df-dif 3474  df-un 3476  df-in 3478  df-ss 3485  df-nul 3794  df-if 3945  df-sn 4033  df-pr 4035  df-op 4039  df-uni 4252  df-br 4457  df-opab 4516  df-mpt 4517  df-id 4804  df-xp 5014  df-rel 5015  df-cnv 5016  df-co 5017  df-dm 5018  df-rn 5019  df-iota 5557  df-fun 5596  df-fn 5597  df-f 5598  df-fo 5600  df-fv 5602  df-riota 6258  df-ov 6299  df-0g 14950  df-mgm 16090  df-sgrp 16129  df-mnd 16139
This theorem is referenced by:  mhmfmhm  16411  ghmgrp  16412  ghmcmn  17058
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