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

Theorem mulgghm 16436
Description: The map from  x to  n x for a fixed integer  n is a group homomorphism if the group is commutative. (Contributed by Mario Carneiro, 4-May-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
mulgmhm.b  |-  B  =  ( Base `  G
)
mulgmhm.m  |-  .x.  =  (.g
`  G )
Assertion
Ref Expression
mulgghm  |-  ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  ->  (
x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) )  e.  ( G 
GrpHom  G ) )
Distinct variable groups:    x, B    x, G    x, M    x,  .x.

Proof of Theorem mulgghm
Dummy variables  y 
z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mulgmhm.b . 2  |-  B  =  ( Base `  G
)
2 eqid 2454 . 2  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
3 ablgrp 16402 . . 3  |-  ( G  e.  Abel  ->  G  e. 
Grp )
43adantr 465 . 2  |-  ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  ->  G  e.  Grp )
5 mulgmhm.m . . . . . 6  |-  .x.  =  (.g
`  G )
61, 5mulgcl 15762 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  M  e.  ZZ  /\  x  e.  B )  ->  ( M  .x.  x )  e.  B )
73, 6syl3an1 1252 . . . 4  |-  ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ  /\  x  e.  B )  ->  ( M  .x.  x )  e.  B )
873expa 1188 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  /\  x  e.  B
)  ->  ( M  .x.  x )  e.  B
)
9 eqid 2454 . . 3  |-  ( x  e.  B  |->  ( M 
.x.  x ) )  =  ( x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) )
108, 9fmptd 5975 . 2  |-  ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  ->  (
x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) ) : B --> B )
11 3anass 969 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  ZZ  /\  y  e.  B  /\  z  e.  B )  <->  ( M  e.  ZZ  /\  ( y  e.  B  /\  z  e.  B
) ) )
121, 5, 2mulgdi 16434 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Abel  /\  ( M  e.  ZZ  /\  y  e.  B  /\  z  e.  B ) )  -> 
( M  .x.  (
y ( +g  `  G
) z ) )  =  ( ( M 
.x.  y ) ( +g  `  G ) ( M  .x.  z
) ) )
1311, 12sylan2br 476 . . . 4  |-  ( ( G  e.  Abel  /\  ( M  e.  ZZ  /\  (
y  e.  B  /\  z  e.  B )
) )  ->  ( M  .x.  ( y ( +g  `  G ) z ) )  =  ( ( M  .x.  y ) ( +g  `  G ) ( M 
.x.  z ) ) )
1413anassrs 648 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  /\  ( y  e.  B  /\  z  e.  B ) )  -> 
( M  .x.  (
y ( +g  `  G
) z ) )  =  ( ( M 
.x.  y ) ( +g  `  G ) ( M  .x.  z
) ) )
151, 2grpcl 15669 . . . . . 6  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  y  e.  B  /\  z  e.  B )  ->  ( y ( +g  `  G ) z )  e.  B )
16153expb 1189 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( y  e.  B  /\  z  e.  B
) )  ->  (
y ( +g  `  G
) z )  e.  B )
174, 16sylan 471 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  /\  ( y  e.  B  /\  z  e.  B ) )  -> 
( y ( +g  `  G ) z )  e.  B )
18 oveq2 6207 . . . . 5  |-  ( x  =  ( y ( +g  `  G ) z )  ->  ( M  .x.  x )  =  ( M  .x.  (
y ( +g  `  G
) z ) ) )
19 ovex 6224 . . . . 5  |-  ( M 
.x.  ( y ( +g  `  G ) z ) )  e. 
_V
2018, 9, 19fvmpt 5882 . . . 4  |-  ( ( y ( +g  `  G
) z )  e.  B  ->  ( (
x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) ) `  ( y ( +g  `  G
) z ) )  =  ( M  .x.  ( y ( +g  `  G ) z ) ) )
2117, 20syl 16 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  /\  ( y  e.  B  /\  z  e.  B ) )  -> 
( ( x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) ) `  ( y ( +g  `  G ) z ) )  =  ( M 
.x.  ( y ( +g  `  G ) z ) ) )
22 oveq2 6207 . . . . . 6  |-  ( x  =  y  ->  ( M  .x.  x )  =  ( M  .x.  y
) )
23 ovex 6224 . . . . . 6  |-  ( M 
.x.  y )  e. 
_V
2422, 9, 23fvmpt 5882 . . . . 5  |-  ( y  e.  B  ->  (
( x  e.  B  |->  ( M  .x.  x
) ) `  y
)  =  ( M 
.x.  y ) )
25 oveq2 6207 . . . . . 6  |-  ( x  =  z  ->  ( M  .x.  x )  =  ( M  .x.  z
) )
26 ovex 6224 . . . . . 6  |-  ( M 
.x.  z )  e. 
_V
2725, 9, 26fvmpt 5882 . . . . 5  |-  ( z  e.  B  ->  (
( x  e.  B  |->  ( M  .x.  x
) ) `  z
)  =  ( M 
.x.  z ) )
2824, 27oveqan12d 6218 . . . 4  |-  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  B )  ->  ( ( ( x  e.  B  |->  ( M 
.x.  x ) ) `
 y ) ( +g  `  G ) ( ( x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) ) `  z ) )  =  ( ( M  .x.  y ) ( +g  `  G ) ( M 
.x.  z ) ) )
2928adantl 466 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  /\  ( y  e.  B  /\  z  e.  B ) )  -> 
( ( ( x  e.  B  |->  ( M 
.x.  x ) ) `
 y ) ( +g  `  G ) ( ( x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) ) `  z ) )  =  ( ( M  .x.  y ) ( +g  `  G ) ( M 
.x.  z ) ) )
3014, 21, 293eqtr4d 2505 . 2  |-  ( ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  /\  ( y  e.  B  /\  z  e.  B ) )  -> 
( ( x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) ) `  ( y ( +g  `  G ) z ) )  =  ( ( ( x  e.  B  |->  ( M  .x.  x
) ) `  y
) ( +g  `  G
) ( ( x  e.  B  |->  ( M 
.x.  x ) ) `
 z ) ) )
311, 1, 2, 2, 4, 4, 10, 30isghmd 15874 1  |-  ( ( G  e.  Abel  /\  M  e.  ZZ )  ->  (
x  e.  B  |->  ( M  .x.  x ) )  e.  ( G 
GrpHom  G ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1370    e. wcel 1758    |-> cmpt 4457   ` cfv 5525  (class class class)co 6199   ZZcz 10756   Basecbs 14291   +g cplusg 14356   Grpcgrp 15528  .gcmg 15532    GrpHom cghm 15862   Abelcabel 16398
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1592  ax-4 1603  ax-5 1671  ax-6 1710  ax-7 1730  ax-8 1760  ax-9 1762  ax-10 1777  ax-11 1782  ax-12 1794  ax-13 1955  ax-ext 2432  ax-rep 4510  ax-sep 4520  ax-nul 4528  ax-pow 4577  ax-pr 4638  ax-un 6481  ax-inf2 7957  ax-cnex 9448  ax-resscn 9449  ax-1cn 9450  ax-icn 9451  ax-addcl 9452  ax-addrcl 9453  ax-mulcl 9454  ax-mulrcl 9455  ax-mulcom 9456  ax-addass 9457  ax-mulass 9458  ax-distr 9459  ax-i2m1 9460  ax-1ne0 9461  ax-1rid 9462  ax-rnegex 9463  ax-rrecex 9464  ax-cnre 9465  ax-pre-lttri 9466  ax-pre-lttrn 9467  ax-pre-ltadd 9468  ax-pre-mulgt0 9469
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1373  df-ex 1588  df-nf 1591  df-sb 1703  df-eu 2266  df-mo 2267  df-clab 2440  df-cleq 2446  df-clel 2449  df-nfc 2604  df-ne 2649  df-nel 2650  df-ral 2803  df-rex 2804  df-reu 2805  df-rmo 2806  df-rab 2807  df-v 3078  df-sbc 3293  df-csb 3395  df-dif 3438  df-un 3440  df-in 3442  df-ss 3449  df-pss 3451  df-nul 3745  df-if 3899  df-pw 3969  df-sn 3985  df-pr 3987  df-tp 3989  df-op 3991  df-uni 4199  df-iun 4280  df-br 4400  df-opab 4458  df-mpt 4459  df-tr 4493  df-eprel 4739  df-id 4743  df-po 4748  df-so 4749  df-fr 4786  df-we 4788  df-ord 4829  df-on 4830  df-lim 4831  df-suc 4832  df-xp 4953  df-rel 4954  df-cnv 4955  df-co 4956  df-dm 4957  df-rn 4958  df-res 4959  df-ima 4960  df-iota 5488  df-fun 5527  df-fn 5528  df-f 5529  df-f1 5530  df-fo 5531  df-f1o 5532  df-fv 5533  df-riota 6160  df-ov 6202  df-oprab 6203  df-mpt2 6204  df-om 6586  df-1st 6686  df-2nd 6687  df-recs 6941  df-rdg 6975  df-er 7210  df-en 7420  df-dom 7421  df-sdom 7422  df-pnf 9530  df-mnf 9531  df-xr 9532  df-ltxr 9533  df-le 9534  df-sub 9707  df-neg 9708  df-nn 10433  df-n0 10690  df-z 10757  df-uz 10972  df-fz 11554  df-fzo 11665  df-seq 11923  df-0g 14498  df-mnd 15533  df-grp 15663  df-minusg 15664  df-mulg 15666  df-ghm 15863  df-cmn 16399  df-abl 16400
This theorem is referenced by:  gsummulglem  16558
  Copyright terms: Public domain W3C validator