Metamath Proof Explorer


Theorem gsumsgrpccat

Description: Homomorphic property of not empty composites of a group sum over a semigroup. Formerly part of proof for gsumccat . (Contributed by AV, 26-Dec-2023)

Ref Expression
Hypotheses gsumwcl.b B=BaseG
gsumsgrpccat.p +˙=+G
Assertion gsumsgrpccat GSmgrpWWordBXWordBWXGW++X=GW+˙GX

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsumwcl.b B=BaseG
2 gsumsgrpccat.p +˙=+G
3 simp1 GSmgrpWWordBXWordBWXGSmgrp
4 sgrpmgm GSmgrpGMgm
5 1 2 mgmcl GMgmxByBx+˙yB
6 4 5 syl3an1 GSmgrpxByBx+˙yB
7 6 3expb GSmgrpxByBx+˙yB
8 3 7 sylan GSmgrpWWordBXWordBWXxByBx+˙yB
9 1 2 sgrpass GSmgrpxByBzBx+˙y+˙z=x+˙y+˙z
10 3 9 sylan GSmgrpWWordBXWordBWXxByBzBx+˙y+˙z=x+˙y+˙z
11 lennncl WWordBWW
12 11 ad2ant2r WWordBXWordBWXW
13 12 3adant1 GSmgrpWWordBXWordBWXW
14 13 nnzd GSmgrpWWordBXWordBWXW
15 14 uzidd GSmgrpWWordBXWordBWXWW
16 lennncl XWordBXX
17 16 ad2ant2l WWordBXWordBWXX
18 17 3adant1 GSmgrpWWordBXWordBWXX
19 nnm1nn0 XX10
20 18 19 syl GSmgrpWWordBXWordBWXX10
21 uzaddcl WWX10W+X-1W
22 15 20 21 syl2anc GSmgrpWWordBXWordBWXW+X-1W
23 13 nncnd GSmgrpWWordBXWordBWXW
24 18 nncnd GSmgrpWWordBXWordBWXX
25 1cnd GSmgrpWWordBXWordBWX1
26 23 24 25 addsubassd GSmgrpWWordBXWordBWXW+X-1=W+X-1
27 ax-1cn 1
28 npcan W1W-1+1=W
29 23 27 28 sylancl GSmgrpWWordBXWordBWXW-1+1=W
30 29 fveq2d GSmgrpWWordBXWordBWXW-1+1=W
31 22 26 30 3eltr4d GSmgrpWWordBXWordBWXW+X-1W-1+1
32 nnm1nn0 WW10
33 13 32 syl GSmgrpWWordBXWordBWXW10
34 nn0uz 0=0
35 33 34 eleqtrdi GSmgrpWWordBXWordBWXW10
36 ccatcl WWordBXWordBW++XWordB
37 36 3ad2ant2 GSmgrpWWordBXWordBWXW++XWordB
38 wrdf W++XWordBW++X:0..^W++XB
39 37 38 syl GSmgrpWWordBXWordBWXW++X:0..^W++XB
40 ccatlen WWordBXWordBW++X=W+X
41 40 3ad2ant2 GSmgrpWWordBXWordBWXW++X=W+X
42 41 oveq2d GSmgrpWWordBXWordBWX0..^W++X=0..^W+X
43 18 nnzd GSmgrpWWordBXWordBWXX
44 14 43 zaddcld GSmgrpWWordBXWordBWXW+X
45 fzoval W+X0..^W+X=0W+X-1
46 44 45 syl GSmgrpWWordBXWordBWX0..^W+X=0W+X-1
47 42 46 eqtrd GSmgrpWWordBXWordBWX0..^W++X=0W+X-1
48 47 feq2d GSmgrpWWordBXWordBWXW++X:0..^W++XBW++X:0W+X-1B
49 39 48 mpbid GSmgrpWWordBXWordBWXW++X:0W+X-1B
50 49 ffvelcdmda GSmgrpWWordBXWordBWXx0W+X-1W++XxB
51 8 10 31 35 50 seqsplit GSmgrpWWordBXWordBWXseq0+˙W++XW+X-1=seq0+˙W++XW1+˙seqW-1+1+˙W++XW+X-1
52 simpl2l GSmgrpWWordBXWordBWXx0W1WWordB
53 simpl2r GSmgrpWWordBXWordBWXx0W1XWordB
54 fzoval W0..^W=0W1
55 14 54 syl GSmgrpWWordBXWordBWX0..^W=0W1
56 55 eleq2d GSmgrpWWordBXWordBWXx0..^Wx0W1
57 56 biimpar GSmgrpWWordBXWordBWXx0W1x0..^W
58 ccatval1 WWordBXWordBx0..^WW++Xx=Wx
59 52 53 57 58 syl3anc GSmgrpWWordBXWordBWXx0W1W++Xx=Wx
60 35 59 seqfveq GSmgrpWWordBXWordBWXseq0+˙W++XW1=seq0+˙WW1
61 23 addlidd GSmgrpWWordBXWordBWX0+W=W
62 29 61 eqtr4d GSmgrpWWordBXWordBWXW-1+1=0+W
63 62 seqeq1d GSmgrpWWordBXWordBWXseqW-1+1+˙W++X=seq0+W+˙W++X
64 23 24 addcomd GSmgrpWWordBXWordBWXW+X=X+W
65 64 oveq1d GSmgrpWWordBXWordBWXW+X-1=X+W-1
66 24 23 25 addsubd GSmgrpWWordBXWordBWXX+W-1=X-1+W
67 65 66 eqtrd GSmgrpWWordBXWordBWXW+X-1=X-1+W
68 63 67 fveq12d GSmgrpWWordBXWordBWXseqW-1+1+˙W++XW+X-1=seq0+W+˙W++XX-1+W
69 20 34 eleqtrdi GSmgrpWWordBXWordBWXX10
70 simpl2l GSmgrpWWordBXWordBWXx0X1WWordB
71 simpl2r GSmgrpWWordBXWordBWXx0X1XWordB
72 fzoval X0..^X=0X1
73 43 72 syl GSmgrpWWordBXWordBWX0..^X=0X1
74 73 eleq2d GSmgrpWWordBXWordBWXx0..^Xx0X1
75 74 biimpar GSmgrpWWordBXWordBWXx0X1x0..^X
76 ccatval3 WWordBXWordBx0..^XW++Xx+W=Xx
77 70 71 75 76 syl3anc GSmgrpWWordBXWordBWXx0X1W++Xx+W=Xx
78 77 eqcomd GSmgrpWWordBXWordBWXx0X1Xx=W++Xx+W
79 69 14 78 seqshft2 GSmgrpWWordBXWordBWXseq0+˙XX1=seq0+W+˙W++XX-1+W
80 68 79 eqtr4d GSmgrpWWordBXWordBWXseqW-1+1+˙W++XW+X-1=seq0+˙XX1
81 60 80 oveq12d GSmgrpWWordBXWordBWXseq0+˙W++XW1+˙seqW-1+1+˙W++XW+X-1=seq0+˙WW1+˙seq0+˙XX1
82 51 81 eqtrd GSmgrpWWordBXWordBWXseq0+˙W++XW+X-1=seq0+˙WW1+˙seq0+˙XX1
83 13 18 nnaddcld GSmgrpWWordBXWordBWXW+X
84 nnm1nn0 W+XW+X-10
85 83 84 syl GSmgrpWWordBXWordBWXW+X-10
86 85 34 eleqtrdi GSmgrpWWordBXWordBWXW+X-10
87 1 2 3 86 49 gsumval2 GSmgrpWWordBXWordBWXGW++X=seq0+˙W++XW+X-1
88 simp2l GSmgrpWWordBXWordBWXWWordB
89 wrdf WWordBW:0..^WB
90 88 89 syl GSmgrpWWordBXWordBWXW:0..^WB
91 55 feq2d GSmgrpWWordBXWordBWXW:0..^WBW:0W1B
92 90 91 mpbid GSmgrpWWordBXWordBWXW:0W1B
93 1 2 3 35 92 gsumval2 GSmgrpWWordBXWordBWXGW=seq0+˙WW1
94 simp2r GSmgrpWWordBXWordBWXXWordB
95 wrdf XWordBX:0..^XB
96 94 95 syl GSmgrpWWordBXWordBWXX:0..^XB
97 73 feq2d GSmgrpWWordBXWordBWXX:0..^XBX:0X1B
98 96 97 mpbid GSmgrpWWordBXWordBWXX:0X1B
99 1 2 3 69 98 gsumval2 GSmgrpWWordBXWordBWXGX=seq0+˙XX1
100 93 99 oveq12d GSmgrpWWordBXWordBWXGW+˙GX=seq0+˙WW1+˙seq0+˙XX1
101 82 87 100 3eqtr4d GSmgrpWWordBXWordBWXGW++X=GW+˙GX