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Theorem gsmsymgreqlem1

Description: Lemma 1 for gsmsymgreq . (Contributed by AV, 26-Jan-2019)

Ref Expression
Hypotheses gsmsymgrfix.s 𝑆 = ( SymGrp ‘ 𝑁 )
gsmsymgrfix.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑆 )
gsmsymgreq.z 𝑍 = ( SymGrp ‘ 𝑀 )
gsmsymgreq.p 𝑃 = ( Base ‘ 𝑍 )
gsmsymgreq.i 𝐼 = ( 𝑁𝑀 )
Assertion gsmsymgreqlem1 ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → ( ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) → ( ( 𝑆 Σg ( 𝑋 ++ ⟨“ 𝐶 ”⟩ ) ) ‘ 𝐽 ) = ( ( 𝑍 Σg ( 𝑌 ++ ⟨“ 𝑅 ”⟩ ) ) ‘ 𝐽 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsmsymgrfix.s 𝑆 = ( SymGrp ‘ 𝑁 )
2 gsmsymgrfix.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑆 )
3 gsmsymgreq.z 𝑍 = ( SymGrp ‘ 𝑀 )
4 gsmsymgreq.p 𝑃 = ( Base ‘ 𝑍 )
5 gsmsymgreq.i 𝐼 = ( 𝑁𝑀 )
6 simpr ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) → 𝐶𝐵 )
7 simpr ( ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) → 𝑅𝑃 )
8 6 7 anim12i ( ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ) → ( 𝐶𝐵𝑅𝑃 ) )
9 8 3adant3 ( ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) → ( 𝐶𝐵𝑅𝑃 ) )
10 9 adantl ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → ( 𝐶𝐵𝑅𝑃 ) )
11 10 adantr ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( 𝐶𝐵𝑅𝑃 ) )
12 simpll3 ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → 𝐽𝐼 )
13 simpr ( ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) → ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) )
14 13 adantl ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) )
15 simprl ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) )
16 12 14 15 3jca ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( 𝐽𝐼 ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ∧ ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ) )
17 1 2 3 4 5 fvcosymgeq ( ( 𝐶𝐵𝑅𝑃 ) → ( ( 𝐽𝐼 ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ∧ ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ) → ( ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ∘ 𝐶 ) ‘ 𝐽 ) = ( ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ∘ 𝑅 ) ‘ 𝐽 ) ) )
18 11 16 17 sylc ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ∘ 𝐶 ) ‘ 𝐽 ) = ( ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ∘ 𝑅 ) ‘ 𝐽 ) )
19 simpl1 ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → 𝑁 ∈ Fin )
20 simpr1l ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → 𝑋 ∈ Word 𝐵 )
21 simpr1r ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → 𝐶𝐵 )
22 19 20 21 3jca ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) )
23 22 adantr ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) )
24 1 2 gsumccatsymgsn ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) → ( 𝑆 Σg ( 𝑋 ++ ⟨“ 𝐶 ”⟩ ) ) = ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ∘ 𝐶 ) )
25 23 24 syl ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( 𝑆 Σg ( 𝑋 ++ ⟨“ 𝐶 ”⟩ ) ) = ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ∘ 𝐶 ) )
26 25 fveq1d ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( ( 𝑆 Σg ( 𝑋 ++ ⟨“ 𝐶 ”⟩ ) ) ‘ 𝐽 ) = ( ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ∘ 𝐶 ) ‘ 𝐽 ) )
27 simpl2 ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → 𝑀 ∈ Fin )
28 simpr2l ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → 𝑌 ∈ Word 𝑃 )
29 simpr2r ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → 𝑅𝑃 )
30 27 28 29 3jca ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → ( 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) )
31 30 adantr ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) )
32 3 4 gsumccatsymgsn ( ( 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) → ( 𝑍 Σg ( 𝑌 ++ ⟨“ 𝑅 ”⟩ ) ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ∘ 𝑅 ) )
33 31 32 syl ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( 𝑍 Σg ( 𝑌 ++ ⟨“ 𝑅 ”⟩ ) ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ∘ 𝑅 ) )
34 33 fveq1d ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( ( 𝑍 Σg ( 𝑌 ++ ⟨“ 𝑅 ”⟩ ) ) ‘ 𝐽 ) = ( ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ∘ 𝑅 ) ‘ 𝐽 ) )
35 18 26 34 3eqtr4d ( ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) ∧ ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) ) → ( ( 𝑆 Σg ( 𝑋 ++ ⟨“ 𝐶 ”⟩ ) ) ‘ 𝐽 ) = ( ( 𝑍 Σg ( 𝑌 ++ ⟨“ 𝑅 ”⟩ ) ) ‘ 𝐽 ) )
36 35 ex ( ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ∧ 𝐽𝐼 ) ∧ ( ( 𝑋 ∈ Word 𝐵𝐶𝐵 ) ∧ ( 𝑌 ∈ Word 𝑃𝑅𝑃 ) ∧ ( ♯ ‘ 𝑋 ) = ( ♯ ‘ 𝑌 ) ) ) → ( ( ∀ 𝑛𝐼 ( ( 𝑆 Σg 𝑋 ) ‘ 𝑛 ) = ( ( 𝑍 Σg 𝑌 ) ‘ 𝑛 ) ∧ ( 𝐶𝐽 ) = ( 𝑅𝐽 ) ) → ( ( 𝑆 Σg ( 𝑋 ++ ⟨“ 𝐶 ”⟩ ) ) ‘ 𝐽 ) = ( ( 𝑍 Σg ( 𝑌 ++ ⟨“ 𝑅 ”⟩ ) ) ‘ 𝐽 ) ) )