Metamath Proof Explorer


Theorem mulgpropd

Description: Two structures with the same group-nature have the same group multiple function. K is expected to either be _V (when strong equality is available) or B (when closure is available). (Contributed by Stefan O'Rear, 21-Mar-2015) (Revised by Mario Carneiro, 2-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses mulgpropd.m โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
mulgpropd.n โŠข ร— = ( .g โ€˜ ๐ป )
mulgpropd.b1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( Base โ€˜ ๐บ ) )
mulgpropd.b2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ป ) )
mulgpropd.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โІ ๐พ )
mulgpropd.k โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐พ )
mulgpropd.e โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐ป ) ๐‘ฆ ) )
Assertion mulgpropd ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ร— )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulgpropd.m โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
2 mulgpropd.n โŠข ร— = ( .g โ€˜ ๐ป )
3 mulgpropd.b1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( Base โ€˜ ๐บ ) )
4 mulgpropd.b2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( Base โ€˜ ๐ป ) )
5 mulgpropd.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต โІ ๐พ )
6 mulgpropd.k โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐พ )
7 mulgpropd.e โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐ป ) ๐‘ฆ ) )
8 ssel โŠข ( ๐ต โІ ๐พ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ ) )
9 ssel โŠข ( ๐ต โІ ๐พ โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) )
10 8 9 anim12d โŠข ( ๐ต โІ ๐พ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) )
11 5 10 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) )
12 11 imp โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) )
13 12 7 syldan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐ป ) ๐‘ฆ ) )
14 3 4 13 grpidpropd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 0g โ€˜ ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐ป ) )
15 14 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐ป ) )
16 1zzd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ 1 โˆˆ โ„ค )
17 vex โŠข ๐‘ โˆˆ V
18 17 fvconst2 โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„• โ†’ ( ( โ„• ร— { ๐‘ } ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ๐‘ )
19 nnuz โŠข โ„• = ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 )
20 19 eqcomi โŠข ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) = โ„•
21 18 20 eleq2s โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) โ†’ ( ( โ„• ร— { ๐‘ } ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ๐‘ )
22 21 adantl โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) ) โ†’ ( ( โ„• ร— { ๐‘ } ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ๐‘ )
23 5 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐ต โІ ๐พ )
24 simp3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
25 23 24 sseldd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐พ )
26 25 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) ) โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐พ )
27 22 26 eqeltrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 1 ) ) โ†’ ( ( โ„• ร— { ๐‘ } ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐พ )
28 6 3ad2antl1 โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐พ )
29 7 3ad2antl1 โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐ป ) ๐‘ฆ ) )
30 16 27 28 29 seqfeq3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) = seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) )
31 30 fveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) = ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) )
32 3 4 13 grpinvpropd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( invg โ€˜ ๐บ ) = ( invg โ€˜ ๐ป ) )
33 32 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( invg โ€˜ ๐บ ) = ( invg โ€˜ ๐ป ) )
34 30 fveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) = ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) )
35 33 34 fveq12d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) = ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) )
36 31 35 ifeq12d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) = if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) )
37 15 36 ifeq12d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐บ ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) = if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐ป ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) )
38 37 mpoeq3dva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ๐ต โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐บ ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) ) = ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ๐ต โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐ป ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) ) )
39 eqidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โ„ค = โ„ค )
40 eqidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐บ ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) = if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐บ ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) )
41 39 3 40 mpoeq123dv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ๐ต โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐บ ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) ) = ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐บ ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) ) )
42 eqidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐ป ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) = if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐ป ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) )
43 39 4 42 mpoeq123dv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ๐ต โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐ป ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) ) = ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ป ) โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐ป ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) ) )
44 38 41 43 3eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐บ ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) ) = ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ป ) โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐ป ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) ) )
45 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐บ ) = ( Base โ€˜ ๐บ )
46 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐บ ) = ( +g โ€˜ ๐บ )
47 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐บ )
48 eqid โŠข ( invg โ€˜ ๐บ ) = ( invg โ€˜ ๐บ )
49 45 46 47 48 1 mulgfval โŠข ยท = ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐บ ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐บ ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) )
50 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐ป ) = ( Base โ€˜ ๐ป )
51 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐ป ) = ( +g โ€˜ ๐ป )
52 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐ป ) = ( 0g โ€˜ ๐ป )
53 eqid โŠข ( invg โ€˜ ๐ป ) = ( invg โ€˜ ๐ป )
54 50 51 52 53 2 mulgfval โŠข ร— = ( ๐‘Ž โˆˆ โ„ค , ๐‘ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐ป ) โ†ฆ if ( ๐‘Ž = 0 , ( 0g โ€˜ ๐ป ) , if ( 0 < ๐‘Ž , ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ ๐‘Ž ) , ( ( invg โ€˜ ๐ป ) โ€˜ ( seq 1 ( ( +g โ€˜ ๐ป ) , ( โ„• ร— { ๐‘ } ) ) โ€˜ - ๐‘Ž ) ) ) ) )
55 44 49 54 3eqtr4g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ร— )