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Theorem mulgghm

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)

Ref Expression
Hypotheses mulgmhm.b ⊢ B = Base G
mulgmhm.m ⊢ · ˙ = ⋅ G
Assertion mulgghm ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ∈ G GrpHom G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulgmhm.b ⊢ B = Base G
2 mulgmhm.m ⊢ · ˙ = ⋅ G
3 eqid ⊢ + G = + G
4 ablgrp ⊢ G ∈ Abel → G ∈ Grp
5 4 adantr ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ → G ∈ Grp
6 1 2 mulgcl ⊢ G ∈ Grp ∧ M ∈ ℤ ∧ x ∈ B → M · ˙ x ∈ B
7 4 6 syl3an1 ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ x ∈ B → M · ˙ x ∈ B
8 7 3expa ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ x ∈ B → M · ˙ x ∈ B
9 8 fmpttd ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ → x ∈ B ⟼ M · ˙ x : B ⟶ B
10 3anass ⊢ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ↔ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B
11 1 2 3 mulgdi ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → M · ˙ y + G z = M · ˙ y + G M · ˙ z
12 10 11 sylan2br ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → M · ˙ y + G z = M · ˙ y + G M · ˙ z
13 12 anassrs ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → M · ˙ y + G z = M · ˙ y + G M · ˙ z
14 1 3 grpcl ⊢ G ∈ Grp ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + G z ∈ B
15 14 3expb ⊢ G ∈ Grp ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + G z ∈ B
16 5 15 sylan ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + G z ∈ B
17 oveq2 ⊢ x = y + G z → M · ˙ x = M · ˙ y + G z
18 eqid ⊢ x ∈ B ⟼ M · ˙ x = x ∈ B ⟼ M · ˙ x
19 ovex ⊢ M · ˙ y + G z ∈ V
20 17 18 19 fvmpt ⊢ y + G z ∈ B → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ y + G z = M · ˙ y + G z
21 16 20 syl ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ y + G z = M · ˙ y + G z
22 oveq2 ⊢ x = y → M · ˙ x = M · ˙ y
23 ovex ⊢ M · ˙ y ∈ V
24 22 18 23 fvmpt ⊢ y ∈ B → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ y = M · ˙ y
25 oveq2 ⊢ x = z → M · ˙ x = M · ˙ z
26 ovex ⊢ M · ˙ z ∈ V
27 25 18 26 fvmpt ⊢ z ∈ B → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ z = M · ˙ z
28 24 27 oveqan12d ⊢ y ∈ B ∧ z ∈ B → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ y + G x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ z = M · ˙ y + G M · ˙ z
29 28 adantl ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ y + G x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ z = M · ˙ y + G M · ˙ z
30 13 21 29 3eqtr4d ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ y + G z = x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ y + G x ∈ B ⟼ M · ˙ x ⁡ z
31 1 1 3 3 5 5 9 30 isghmd ⊢ G ∈ Abel ∧ M ∈ ℤ → x ∈ B ⟼ M · ˙ x ∈ G GrpHom G