Metamath Proof Explorer


Theorem mulgval

Description: Value of the group multiple (exponentiation) operation. (Contributed by Mario Carneiro, 11-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses mulgval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐บ )
mulgval.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐บ )
mulgval.o โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐บ )
mulgval.i โŠข ๐ผ = ( invg โ€˜ ๐บ )
mulgval.t โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
mulgval.s โŠข ๐‘† = seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) )
Assertion mulgval ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) = if ( ๐‘ = 0 , 0 , if ( 0 < ๐‘ , ( ๐‘† โ€˜ ๐‘ ) , ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mulgval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐บ )
2 mulgval.p โŠข + = ( +g โ€˜ ๐บ )
3 mulgval.o โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐บ )
4 mulgval.i โŠข ๐ผ = ( invg โ€˜ ๐บ )
5 mulgval.t โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
6 mulgval.s โŠข ๐‘† = seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) )
7 simpl โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘› = ๐‘ )
8 7 eqeq1d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘› = 0 โ†” ๐‘ = 0 ) )
9 7 breq2d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ( 0 < ๐‘› โ†” 0 < ๐‘ ) )
10 simpr โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ๐‘ฅ = ๐‘‹ )
11 10 sneqd โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ { ๐‘ฅ } = { ๐‘‹ } )
12 11 xpeq2d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) = ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) )
13 12 seqeq3d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) = seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘‹ } ) ) )
14 13 6 eqtr4di โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) = ๐‘† )
15 14 7 fveq12d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ ๐‘› ) = ( ๐‘† โ€˜ ๐‘ ) )
16 7 negeqd โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ - ๐‘› = - ๐‘ )
17 14 16 fveq12d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ - ๐‘› ) = ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) )
18 17 fveq2d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ - ๐‘› ) ) = ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) ) )
19 9 15 18 ifbieq12d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ if ( 0 < ๐‘› , ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ ๐‘› ) , ( ๐ผ โ€˜ ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ - ๐‘› ) ) ) = if ( 0 < ๐‘ , ( ๐‘† โ€˜ ๐‘ ) , ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) ) ) )
20 8 19 ifbieq2d โŠข ( ( ๐‘› = ๐‘ โˆง ๐‘ฅ = ๐‘‹ ) โ†’ if ( ๐‘› = 0 , 0 , if ( 0 < ๐‘› , ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ ๐‘› ) , ( ๐ผ โ€˜ ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ - ๐‘› ) ) ) ) = if ( ๐‘ = 0 , 0 , if ( 0 < ๐‘ , ( ๐‘† โ€˜ ๐‘ ) , ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) ) ) ) )
21 1 2 3 4 5 mulgfval โŠข ยท = ( ๐‘› โˆˆ โ„ค , ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โ†ฆ if ( ๐‘› = 0 , 0 , if ( 0 < ๐‘› , ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ ๐‘› ) , ( ๐ผ โ€˜ ( seq 1 ( + , ( โ„• ร— { ๐‘ฅ } ) ) โ€˜ - ๐‘› ) ) ) ) )
22 3 fvexi โŠข 0 โˆˆ V
23 fvex โŠข ( ๐‘† โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ V
24 fvex โŠข ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) ) โˆˆ V
25 23 24 ifex โŠข if ( 0 < ๐‘ , ( ๐‘† โ€˜ ๐‘ ) , ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) ) ) โˆˆ V
26 22 25 ifex โŠข if ( ๐‘ = 0 , 0 , if ( 0 < ๐‘ , ( ๐‘† โ€˜ ๐‘ ) , ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) ) ) ) โˆˆ V
27 20 21 26 ovmpoa โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘ ยท ๐‘‹ ) = if ( ๐‘ = 0 , 0 , if ( 0 < ๐‘ , ( ๐‘† โ€˜ ๐‘ ) , ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘† โ€˜ - ๐‘ ) ) ) ) )