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Theorem pwsdiagmhm

Description: Diagonal monoid homomorphism into a structure power. (Contributed by Stefan O'Rear, 12-Mar-2015)

Ref Expression
Hypotheses pwsdiagmhm.y ⊢ Y = R ↑ 𝑠 I
pwsdiagmhm.b ⊢ B = Base R
pwsdiagmhm.f ⊢ F = x ∈ B ⟼ I × x
Assertion pwsdiagmhm ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → F ∈ R MndHom Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pwsdiagmhm.y ⊢ Y = R ↑ 𝑠 I
2 pwsdiagmhm.b ⊢ B = Base R
3 pwsdiagmhm.f ⊢ F = x ∈ B ⟼ I × x
4 simpl ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → R ∈ Mnd
5 1 pwsmnd ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → Y ∈ Mnd
6 2 fvexi ⊢ B ∈ V
7 3 fdiagfn ⊢ B ∈ V ∧ I ∈ W → F : B ⟶ B I
8 6 7 mpan ⊢ I ∈ W → F : B ⟶ B I
9 8 adantl ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → F : B ⟶ B I
10 1 2 pwsbas ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → B I = Base Y
11 10 feq3d ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → F : B ⟶ B I ↔ F : B ⟶ Base Y
12 9 11 mpbid ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → F : B ⟶ Base Y
13 simplr ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → I ∈ W
14 eqid ⊢ + R = + R
15 2 14 mndcl ⊢ R ∈ Mnd ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → a + R b ∈ B
16 15 3expb ⊢ R ∈ Mnd ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → a + R b ∈ B
17 16 adantlr ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → a + R b ∈ B
18 3 fvdiagfn ⊢ I ∈ W ∧ a + R b ∈ B → F ⁡ a + R b = I × a + R b
19 13 17 18 syl2anc ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → F ⁡ a + R b = I × a + R b
20 3 fvdiagfn ⊢ I ∈ W ∧ a ∈ B → F ⁡ a = I × a
21 3 fvdiagfn ⊢ I ∈ W ∧ b ∈ B → F ⁡ b = I × b
22 20 21 oveqan12d ⊢ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ I ∈ W ∧ b ∈ B → F ⁡ a + Y F ⁡ b = I × a + Y I × b
23 22 anandis ⊢ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → F ⁡ a + Y F ⁡ b = I × a + Y I × b
24 23 adantll ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → F ⁡ a + Y F ⁡ b = I × a + Y I × b
25 eqid ⊢ Base Y = Base Y
26 simpll ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → R ∈ Mnd
27 1 2 25 pwsdiagel ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B → I × a ∈ Base Y
28 27 adantrr ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → I × a ∈ Base Y
29 1 2 25 pwsdiagel ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ b ∈ B → I × b ∈ Base Y
30 29 adantrl ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → I × b ∈ Base Y
31 eqid ⊢ + Y = + Y
32 1 25 26 13 28 30 14 31 pwsplusgval ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → I × a + Y I × b = I × a + R f I × b
33 id ⊢ I ∈ W → I ∈ W
34 vex ⊢ a ∈ V
35 34 a1i ⊢ I ∈ W → a ∈ V
36 vex ⊢ b ∈ V
37 36 a1i ⊢ I ∈ W → b ∈ V
38 33 35 37 ofc12 ⊢ I ∈ W → I × a + R f I × b = I × a + R b
39 38 ad2antlr ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → I × a + R f I × b = I × a + R b
40 24 32 39 3eqtrd ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → F ⁡ a + Y F ⁡ b = I × a + R b
41 19 40 eqtr4d ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W ∧ a ∈ B ∧ b ∈ B → F ⁡ a + R b = F ⁡ a + Y F ⁡ b
42 41 ralrimivva ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → ∀ a ∈ B ∀ b ∈ B F ⁡ a + R b = F ⁡ a + Y F ⁡ b
43 simpr ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → I ∈ W
44 eqid ⊢ 0 R = 0 R
45 2 44 mndidcl ⊢ R ∈ Mnd → 0 R ∈ B
46 45 adantr ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → 0 R ∈ B
47 3 fvdiagfn ⊢ I ∈ W ∧ 0 R ∈ B → F ⁡ 0 R = I × 0 R
48 43 46 47 syl2anc ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → F ⁡ 0 R = I × 0 R
49 1 44 pws0g ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → I × 0 R = 0 Y
50 48 49 eqtrd ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → F ⁡ 0 R = 0 Y
51 12 42 50 3jca ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → F : B ⟶ Base Y ∧ ∀ a ∈ B ∀ b ∈ B F ⁡ a + R b = F ⁡ a + Y F ⁡ b ∧ F ⁡ 0 R = 0 Y
52 eqid ⊢ 0 Y = 0 Y
53 2 25 14 31 44 52 ismhm ⊢ F ∈ R MndHom Y ↔ R ∈ Mnd ∧ Y ∈ Mnd ∧ F : B ⟶ Base Y ∧ ∀ a ∈ B ∀ b ∈ B F ⁡ a + R b = F ⁡ a + Y F ⁡ b ∧ F ⁡ 0 R = 0 Y
54 4 5 51 53 syl21anbrc ⊢ R ∈ Mnd ∧ I ∈ W → F ∈ R MndHom Y