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Theorem tmdmulg

Description: In a topological monoid, the n-times group multiple function is continuous. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses tgpmulg.j ⊢ J = TopOpen ⁡ G
tgpmulg.t ⊢ · ˙ = ⋅ G
tgpmulg.b ⊢ B = Base G
Assertion tmdmulg ⊢ G ∈ TopMnd ∧ N ∈ ℕ 0 → x ∈ B ⟼ N · ˙ x ∈ J Cn J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tgpmulg.j ⊢ J = TopOpen ⁡ G
2 tgpmulg.t ⊢ · ˙ = ⋅ G
3 tgpmulg.b ⊢ B = Base G
4 oveq1 ⊢ n = 0 → n · ˙ x = 0 · ˙ x
5 eqid ⊢ 0 G = 0 G
6 3 5 2 mulg0 ⊢ x ∈ B → 0 · ˙ x = 0 G
7 4 6 sylan9eq ⊢ n = 0 ∧ x ∈ B → n · ˙ x = 0 G
8 7 mpteq2dva ⊢ n = 0 → x ∈ B ⟼ n · ˙ x = x ∈ B ⟼ 0 G
9 8 eleq1d ⊢ n = 0 → x ∈ B ⟼ n · ˙ x ∈ J Cn J ↔ x ∈ B ⟼ 0 G ∈ J Cn J
10 oveq1 ⊢ n = k → n · ˙ x = k · ˙ x
11 10 mpteq2dv ⊢ n = k → x ∈ B ⟼ n · ˙ x = x ∈ B ⟼ k · ˙ x
12 11 eleq1d ⊢ n = k → x ∈ B ⟼ n · ˙ x ∈ J Cn J ↔ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J
13 oveq1 ⊢ n = k + 1 → n · ˙ x = k + 1 · ˙ x
14 13 mpteq2dv ⊢ n = k + 1 → x ∈ B ⟼ n · ˙ x = x ∈ B ⟼ k + 1 · ˙ x
15 14 eleq1d ⊢ n = k + 1 → x ∈ B ⟼ n · ˙ x ∈ J Cn J ↔ x ∈ B ⟼ k + 1 · ˙ x ∈ J Cn J
16 oveq1 ⊢ n = N → n · ˙ x = N · ˙ x
17 16 mpteq2dv ⊢ n = N → x ∈ B ⟼ n · ˙ x = x ∈ B ⟼ N · ˙ x
18 17 eleq1d ⊢ n = N → x ∈ B ⟼ n · ˙ x ∈ J Cn J ↔ x ∈ B ⟼ N · ˙ x ∈ J Cn J
19 1 3 tmdtopon ⊢ G ∈ TopMnd → J ∈ TopOn ⁡ B
20 tmdmnd ⊢ G ∈ TopMnd → G ∈ Mnd
21 3 5 mndidcl ⊢ G ∈ Mnd → 0 G ∈ B
22 20 21 syl ⊢ G ∈ TopMnd → 0 G ∈ B
23 19 19 22 cnmptc ⊢ G ∈ TopMnd → x ∈ B ⟼ 0 G ∈ J Cn J
24 oveq2 ⊢ x = y → k + 1 · ˙ x = k + 1 · ˙ y
25 24 cbvmptv ⊢ x ∈ B ⟼ k + 1 · ˙ x = y ∈ B ⟼ k + 1 · ˙ y
26 eqid ⊢ + G = + G
27 3 2 26 mulgnn0p1 ⊢ G ∈ Mnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ B → k + 1 · ˙ y = k · ˙ y + G y
28 20 27 syl3an1 ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ B → k + 1 · ˙ y = k · ˙ y + G y
29 28 ad4ant124 ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J ∧ y ∈ B → k + 1 · ˙ y = k · ˙ y + G y
30 29 mpteq2dva ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → y ∈ B ⟼ k + 1 · ˙ y = y ∈ B ⟼ k · ˙ y + G y
31 25 30 eqtrid ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → x ∈ B ⟼ k + 1 · ˙ x = y ∈ B ⟼ k · ˙ y + G y
32 simpll ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → G ∈ TopMnd
33 32 19 syl ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → J ∈ TopOn ⁡ B
34 oveq2 ⊢ x = y → k · ˙ x = k · ˙ y
35 34 cbvmptv ⊢ x ∈ B ⟼ k · ˙ x = y ∈ B ⟼ k · ˙ y
36 simpr ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J
37 35 36 eqeltrrid ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → y ∈ B ⟼ k · ˙ y ∈ J Cn J
38 33 cnmptid ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → y ∈ B ⟼ y ∈ J Cn J
39 1 26 32 33 37 38 cnmpt1plusg ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → y ∈ B ⟼ k · ˙ y + G y ∈ J Cn J
40 31 39 eqeltrd ⊢ G ∈ TopMnd ∧ k ∈ ℕ 0 ∧ x ∈ B ⟼ k · ˙ x ∈ J Cn J → x ∈ B ⟼ k + 1 · ˙ x ∈ J Cn J
41 9 12 15 18 23 40 nn0indd ⊢ G ∈ TopMnd ∧ N ∈ ℕ 0 → x ∈ B ⟼ N · ˙ x ∈ J Cn J