Theorem motcgrg 25439

Description: Property of a motion: distances are preserved. (Contributed by Thierry Arnoux, 15-Dec-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
ismot.p	⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
ismot.m	⊢ − = (dist‘𝐺)
motgrp.1	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑉)
motgrp.i	⊢ 𝐼 = {⟨(Base‘ndx), (𝐺Ismt𝐺)⟩, ⟨(+g‘ndx), (𝑓 ∈ (𝐺Ismt𝐺), 𝑔 ∈ (𝐺Ismt𝐺) ↦ (𝑓 ∘ 𝑔))⟩}
motcgrg.r	⊢ ∼ = (cgrG‘𝐺)
motcgrg.t	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ Word 𝑃)
motcgrg.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐺Ismt𝐺))

Assertion

Ref	Expression
motcgrg	⊢ (𝜑 → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)

Distinct variable groups:   𝑓,𝐺,𝑔   𝑓,𝐼,𝑔   𝑃,𝑓,𝑔   𝜑,𝑓,𝑔

Allowed substitution hints:   ∼ (𝑓,𝑔)   𝑇(𝑓,𝑔)   𝐹(𝑓,𝑔)   − (𝑓,𝑔)   𝑉(𝑓,𝑔)

Proof of Theorem motcgrg

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 477	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
2	1	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
3		simprl 794	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))
4		ismot.p	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 𝑃 = (Base‘𝐺)
5		ismot.m	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ − = (dist‘𝐺)
6		motgrp.1	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝑉)
7		motcgrg.f	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐺Ismt𝐺))
8	4, 5, 6, 7	motf1o 25433	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑃–1-1-onto→𝑃)
9		f1of 6137	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐹:𝑃–1-1-onto→𝑃 → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
10	8, 9	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
11	10	ad2antrr 762	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝐹:𝑃⟶𝑃)
12		fco 6058	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐹:𝑃⟶𝑃 ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
13	11, 1, 12	syl2anc 693	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
14	13	adantr 481	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃)
15		fdm 6051	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∘ 𝑇):(0..^𝑛)⟶𝑃 → dom (𝐹 ∘ 𝑇) = (0..^𝑛))
16	14, 15	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → dom (𝐹 ∘ 𝑇) = (0..^𝑛))
17	3, 16	eleqtrd 2703	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑎 ∈ (0..^𝑛))
18		fvco3 6275	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃 ∧ 𝑎 ∈ (0..^𝑛)) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) = (𝐹‘(𝑇‘𝑎)))
19	2, 17, 18	syl2anc 693	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) = (𝐹‘(𝑇‘𝑎)))
20		simprr 796	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))
21	20, 16	eleqtrd 2703	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝑏 ∈ (0..^𝑛))
22		fvco3 6275	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃 ∧ 𝑏 ∈ (0..^𝑛)) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏) = (𝐹‘(𝑇‘𝑏)))
23	2, 21, 22	syl2anc 693	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏) = (𝐹‘(𝑇‘𝑏)))
24	19, 23	oveq12d 6668	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) − ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏)) = ((𝐹‘(𝑇‘𝑎)) − (𝐹‘(𝑇‘𝑏))))
25	6	ad2antrr 762	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → 𝐺 ∈ 𝑉)
26	25	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝐺 ∈ 𝑉)
27	2, 17	ffvelrnd 6360	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝑇‘𝑎) ∈ 𝑃)
28	2, 21	ffvelrnd 6360	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (𝑇‘𝑏) ∈ 𝑃)
29	7	ad3antrrr 766	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → 𝐹 ∈ (𝐺Ismt𝐺))
30	4, 5, 26, 27, 28, 29	motcgr 25431	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → ((𝐹‘(𝑇‘𝑎)) − (𝐹‘(𝑇‘𝑏))) = ((𝑇‘𝑎) − (𝑇‘𝑏)))
31	24, 30	eqtrd 2656	. . . 4 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) ∧ (𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇) ∧ 𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇))) → (((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) − ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏)) = ((𝑇‘𝑎) − (𝑇‘𝑏)))
32	31	ralrimivva 2971	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → ∀𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇)∀𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇)(((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) − ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏)) = ((𝑇‘𝑎) − (𝑇‘𝑏)))
33		motcgrg.r	. . . 4 ⊢ ∼ = (cgrG‘𝐺)
34		fzo0ssnn0 12548	. . . . . 6 ⊢ (0..^𝑛) ⊆ ℕ0
35		nn0ssre 11296	. . . . . 6 ⊢ ℕ0 ⊆ ℝ
36	34, 35	sstri 3612	. . . . 5 ⊢ (0..^𝑛) ⊆ ℝ
37	36	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (0..^𝑛) ⊆ ℝ)
38	4, 5, 33, 25, 37, 13, 1	iscgrgd 25408	. . 3 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → ((𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇 ↔ ∀𝑎 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇)∀𝑏 ∈ dom (𝐹 ∘ 𝑇)(((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑎) − ((𝐹 ∘ 𝑇)‘𝑏)) = ((𝑇‘𝑎) − (𝑇‘𝑏))))
39	32, 38	mpbird 247	. 2 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃) → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)
40		motcgrg.t	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ Word 𝑃)
41		iswrd 13307	. . 3 ⊢ (𝑇 ∈ Word 𝑃 ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
42	40, 41	sylib 208	. 2 ⊢ (𝜑 → ∃𝑛 ∈ ℕ0 𝑇:(0..^𝑛)⟶𝑃)
43	39, 42	r19.29a 3078	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∘ 𝑇) ∼ 𝑇)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 384   = wceq 1483   ∈ wcel 1990  ∀wral 2912  ∃wrex 2913   ⊆ wss 3574  {cpr 4179  ⟨cop 4183   class class class wbr 4653  dom cdm 5114   ∘ ccom 5118  ⟶wf 5884  –1-1-onto→wf1o 5887  ‘cfv 5888  (class class class)co 6650   ↦ cmpt2 6652  ℝcr 9935  0cc0 9936  ℕ₀cn0 11292  ..^cfzo 12465  Word cword 13291  ndxcnx 15854  Basecbs 15857  +_gcplusg 15941  distcds 15950  cgrGccgrg 25405  Ismtcismt 25427

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1722  ax-4 1737  ax-5 1839  ax-6 1888  ax-7 1935  ax-8 1992  ax-9 1999  ax-10 2019  ax-11 2034  ax-12 2047  ax-13 2246  ax-ext 2602  ax-rep 4771  ax-sep 4781  ax-nul 4789  ax-pow 4843  ax-pr 4906  ax-un 6949  ax-cnex 9992  ax-resscn 9993  ax-1cn 9994  ax-icn 9995  ax-addcl 9996  ax-addrcl 9997  ax-mulcl 9998  ax-mulrcl 9999  ax-mulcom 10000  ax-addass 10001  ax-mulass 10002  ax-distr 10003  ax-i2m1 10004  ax-1ne0 10005  ax-1rid 10006  ax-rnegex 10007  ax-rrecex 10008  ax-cnre 10009  ax-pre-lttri 10010  ax-pre-lttrn 10011  ax-pre-ltadd 10012  ax-pre-mulgt0 10013

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1038  df-3an 1039  df-tru 1486  df-ex 1705  df-nf 1710  df-sb 1881  df-eu 2474  df-mo 2475  df-clab 2609  df-cleq 2615  df-clel 2618  df-nfc 2753  df-ne 2795  df-nel 2898  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3202  df-sbc 3436  df-csb 3534  df-dif 3577  df-un 3579  df-in 3581  df-ss 3588  df-pss 3590  df-nul 3916  df-if 4087  df-pw 4160  df-sn 4178  df-pr 4180  df-tp 4182  df-op 4184  df-uni 4437  df-iun 4522  df-br 4654  df-opab 4713  df-mpt 4730  df-tr 4753  df-id 5024  df-eprel 5029  df-po 5035  df-so 5036  df-fr 5073  df-we 5075  df-xp 5120  df-rel 5121  df-cnv 5122  df-co 5123  df-dm 5124  df-rn 5125  df-res 5126  df-ima 5127  df-pred 5680  df-ord 5726  df-on 5727  df-lim 5728  df-suc 5729  df-iota 5851  df-fun 5890  df-fn 5891  df-f 5892  df-f1 5893  df-fo 5894  df-f1o 5895  df-fv 5896  df-riota 6611  df-ov 6653  df-oprab 6654  df-mpt2 6655  df-om 7066  df-1st 7168  df-2nd 7169  df-wrecs 7407  df-recs 7468  df-rdg 7506  df-er 7742  df-map 7859  df-pm 7860  df-en 7956  df-dom 7957  df-sdom 7958  df-pnf 10076  df-mnf 10077  df-xr 10078  df-ltxr 10079  df-le 10080  df-sub 10268  df-neg 10269  df-nn 11021  df-n0 11293  df-z 11378  df-uz 11688  df-fz 12327  df-fzo 12466  df-word 13299  df-cgrg 25406  df-ismt 25428

This theorem is referenced by: (None)