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Theorem ofaddmndmap

Description: The function operation applied to the addition for functions (with the same domain) into a monoid is a function (with the same domain) into the monoid. (Contributed by AV, 6-Apr-2019)

Ref Expression
Hypotheses ofaddmndmap.r ⊢ 𝑅 = ( Base ‘ 𝑀 )
ofaddmndmap.p ⊢ + = ( +g ‘ 𝑀 )
Assertion ofaddmndmap ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) → ( 𝐴 ∘f + 𝐵 ) ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ofaddmndmap.r ⊢ 𝑅 = ( Base ‘ 𝑀 )
2 ofaddmndmap.p ⊢ + = ( +g ‘ 𝑀 )
3 simpl1 ⊢ ( ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑅 ∧ 𝑦 ∈ 𝑅 ) ) → 𝑀 ∈ Mnd )
4 simprl ⊢ ( ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑅 ∧ 𝑦 ∈ 𝑅 ) ) → 𝑥 ∈ 𝑅 )
5 simprr ⊢ ( ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑅 ∧ 𝑦 ∈ 𝑅 ) ) → 𝑦 ∈ 𝑅 )
6 1 2 mndcl ⊢ ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑥 ∈ 𝑅 ∧ 𝑦 ∈ 𝑅 ) → ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ 𝑅 )
7 3 4 5 6 syl3anc ⊢ ( ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) ∧ ( 𝑥 ∈ 𝑅 ∧ 𝑦 ∈ 𝑅 ) ) → ( 𝑥 + 𝑦 ) ∈ 𝑅 )
8 elmapi ⊢ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) → 𝐴 : 𝑉 ⟶ 𝑅 )
9 8 adantr ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) → 𝐴 : 𝑉 ⟶ 𝑅 )
10 9 3ad2ant3 ⊢ ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) → 𝐴 : 𝑉 ⟶ 𝑅 )
11 elmapi ⊢ ( 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) → 𝐵 : 𝑉 ⟶ 𝑅 )
12 11 adantl ⊢ ( ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) → 𝐵 : 𝑉 ⟶ 𝑅 )
13 12 3ad2ant3 ⊢ ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) → 𝐵 : 𝑉 ⟶ 𝑅 )
14 simp2 ⊢ ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) → 𝑉 ∈ 𝑌 )
15 inidm ⊢ ( 𝑉 ∩ 𝑉 ) = 𝑉
16 7 10 13 14 14 15 off ⊢ ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) → ( 𝐴 ∘f + 𝐵 ) : 𝑉 ⟶ 𝑅 )
17 1 fvexi ⊢ 𝑅 ∈ V
18 elmapg ⊢ ( ( 𝑅 ∈ V ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ) → ( ( 𝐴 ∘f + 𝐵 ) ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ↔ ( 𝐴 ∘f + 𝐵 ) : 𝑉 ⟶ 𝑅 ) )
19 17 14 18 sylancr ⊢ ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) → ( ( 𝐴 ∘f + 𝐵 ) ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ↔ ( 𝐴 ∘f + 𝐵 ) : 𝑉 ⟶ 𝑅 ) )
20 16 19 mpbird ⊢ ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑉 ∈ 𝑌 ∧ ( 𝐴 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ∧ 𝐵 ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) ) ) → ( 𝐴 ∘f + 𝐵 ) ∈ ( 𝑅 ↑m 𝑉 ) )