MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dprdfsub Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dprdfsub 18341
Description: Take the difference of group sums over two families of elements of disjoint subgroups. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016.) (Revised by AV, 14-Jul-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
eldprdi.0 0 = (0g𝐺)
eldprdi.w 𝑊 = {X𝑖𝐼 (𝑆𝑖) ∣ finSupp 0 }
eldprdi.1 (𝜑𝐺dom DProd 𝑆)
eldprdi.2 (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
eldprdi.3 (𝜑𝐹𝑊)
dprdfadd.4 (𝜑𝐻𝑊)
dprdfsub.b = (-g𝐺)
Assertion
Ref Expression
dprdfsub (𝜑 → ((𝐹𝑓 𝐻) ∈ 𝑊 ∧ (𝐺 Σg (𝐹𝑓 𝐻)) = ((𝐺 Σg 𝐹) (𝐺 Σg 𝐻))))
Distinct variable groups:   ,𝐹   ,𝐻   ,𝑖,𝐺   ,𝐼,𝑖   0 ,   𝑆,,𝑖
Allowed substitution hints:   𝜑(,𝑖)   𝐹(𝑖)   𝐻(𝑖)   (,𝑖)   𝑊(,𝑖)   0 (𝑖)

Proof of Theorem dprdfsub
Dummy variables 𝑘 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eldprdi.w . . . . . . . 8 𝑊 = {X𝑖𝐼 (𝑆𝑖) ∣ finSupp 0 }
2 eldprdi.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝐺dom DProd 𝑆)
3 eldprdi.2 . . . . . . . 8 (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
4 eldprdi.3 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹𝑊)
5 eqid 2621 . . . . . . . 8 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
61, 2, 3, 4, 5dprdff 18332 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:𝐼⟶(Base‘𝐺))
76ffvelrnda 6315 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐼) → (𝐹𝑘) ∈ (Base‘𝐺))
8 dprdfadd.4 . . . . . . . 8 (𝜑𝐻𝑊)
91, 2, 3, 8, 5dprdff 18332 . . . . . . 7 (𝜑𝐻:𝐼⟶(Base‘𝐺))
109ffvelrnda 6315 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐼) → (𝐻𝑘) ∈ (Base‘𝐺))
11 eqid 2621 . . . . . . 7 (+g𝐺) = (+g𝐺)
12 eqid 2621 . . . . . . 7 (invg𝐺) = (invg𝐺)
13 dprdfsub.b . . . . . . 7 = (-g𝐺)
145, 11, 12, 13grpsubval 17386 . . . . . 6 (((𝐹𝑘) ∈ (Base‘𝐺) ∧ (𝐻𝑘) ∈ (Base‘𝐺)) → ((𝐹𝑘) (𝐻𝑘)) = ((𝐹𝑘)(+g𝐺)((invg𝐺)‘(𝐻𝑘))))
157, 10, 14syl2anc 692 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐼) → ((𝐹𝑘) (𝐻𝑘)) = ((𝐹𝑘)(+g𝐺)((invg𝐺)‘(𝐻𝑘))))
1615mpteq2dva 4704 . . . 4 (𝜑 → (𝑘𝐼 ↦ ((𝐹𝑘) (𝐻𝑘))) = (𝑘𝐼 ↦ ((𝐹𝑘)(+g𝐺)((invg𝐺)‘(𝐻𝑘)))))
172, 3dprddomcld 18321 . . . . 5 (𝜑𝐼 ∈ V)
186feqmptd 6206 . . . . 5 (𝜑𝐹 = (𝑘𝐼 ↦ (𝐹𝑘)))
199feqmptd 6206 . . . . 5 (𝜑𝐻 = (𝑘𝐼 ↦ (𝐻𝑘)))
2017, 7, 10, 18, 19offval2 6867 . . . 4 (𝜑 → (𝐹𝑓 𝐻) = (𝑘𝐼 ↦ ((𝐹𝑘) (𝐻𝑘))))
21 fvex 6158 . . . . . 6 ((invg𝐺)‘(𝐻𝑘)) ∈ V
2221a1i 11 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐼) → ((invg𝐺)‘(𝐻𝑘)) ∈ V)
23 dprdgrp 18325 . . . . . . . . . 10 (𝐺dom DProd 𝑆𝐺 ∈ Grp)
242, 23syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐺 ∈ Grp)
255, 12, 24grpinvf1o 17406 . . . . . . . 8 (𝜑 → (invg𝐺):(Base‘𝐺)–1-1-onto→(Base‘𝐺))
26 f1of 6094 . . . . . . . 8 ((invg𝐺):(Base‘𝐺)–1-1-onto→(Base‘𝐺) → (invg𝐺):(Base‘𝐺)⟶(Base‘𝐺))
2725, 26syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (invg𝐺):(Base‘𝐺)⟶(Base‘𝐺))
2827feqmptd 6206 . . . . . 6 (𝜑 → (invg𝐺) = (𝑥 ∈ (Base‘𝐺) ↦ ((invg𝐺)‘𝑥)))
29 fveq2 6148 . . . . . 6 (𝑥 = (𝐻𝑘) → ((invg𝐺)‘𝑥) = ((invg𝐺)‘(𝐻𝑘)))
3010, 19, 28, 29fmptco 6351 . . . . 5 (𝜑 → ((invg𝐺) ∘ 𝐻) = (𝑘𝐼 ↦ ((invg𝐺)‘(𝐻𝑘))))
3117, 7, 22, 18, 30offval2 6867 . . . 4 (𝜑 → (𝐹𝑓 (+g𝐺)((invg𝐺) ∘ 𝐻)) = (𝑘𝐼 ↦ ((𝐹𝑘)(+g𝐺)((invg𝐺)‘(𝐻𝑘)))))
3216, 20, 313eqtr4d 2665 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝑓 𝐻) = (𝐹𝑓 (+g𝐺)((invg𝐺) ∘ 𝐻)))
33 eldprdi.0 . . . . 5 0 = (0g𝐺)
3433, 1, 2, 3, 8, 12dprdfinv 18339 . . . . . 6 (𝜑 → (((invg𝐺) ∘ 𝐻) ∈ 𝑊 ∧ (𝐺 Σg ((invg𝐺) ∘ 𝐻)) = ((invg𝐺)‘(𝐺 Σg 𝐻))))
3534simpld 475 . . . . 5 (𝜑 → ((invg𝐺) ∘ 𝐻) ∈ 𝑊)
3633, 1, 2, 3, 4, 35, 11dprdfadd 18340 . . . 4 (𝜑 → ((𝐹𝑓 (+g𝐺)((invg𝐺) ∘ 𝐻)) ∈ 𝑊 ∧ (𝐺 Σg (𝐹𝑓 (+g𝐺)((invg𝐺) ∘ 𝐻))) = ((𝐺 Σg 𝐹)(+g𝐺)(𝐺 Σg ((invg𝐺) ∘ 𝐻)))))
3736simpld 475 . . 3 (𝜑 → (𝐹𝑓 (+g𝐺)((invg𝐺) ∘ 𝐻)) ∈ 𝑊)
3832, 37eqeltrd 2698 . 2 (𝜑 → (𝐹𝑓 𝐻) ∈ 𝑊)
3932oveq2d 6620 . . 3 (𝜑 → (𝐺 Σg (𝐹𝑓 𝐻)) = (𝐺 Σg (𝐹𝑓 (+g𝐺)((invg𝐺) ∘ 𝐻))))
4034simprd 479 . . . . 5 (𝜑 → (𝐺 Σg ((invg𝐺) ∘ 𝐻)) = ((invg𝐺)‘(𝐺 Σg 𝐻)))
4140oveq2d 6620 . . . 4 (𝜑 → ((𝐺 Σg 𝐹)(+g𝐺)(𝐺 Σg ((invg𝐺) ∘ 𝐻))) = ((𝐺 Σg 𝐹)(+g𝐺)((invg𝐺)‘(𝐺 Σg 𝐻))))
4236simprd 479 . . . 4 (𝜑 → (𝐺 Σg (𝐹𝑓 (+g𝐺)((invg𝐺) ∘ 𝐻))) = ((𝐺 Σg 𝐹)(+g𝐺)(𝐺 Σg ((invg𝐺) ∘ 𝐻))))
435dprdssv 18336 . . . . . 6 (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ (Base‘𝐺)
4433, 1, 2, 3, 4eldprdi 18338 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐺 Σg 𝐹) ∈ (𝐺 DProd 𝑆))
4543, 44sseldi 3581 . . . . 5 (𝜑 → (𝐺 Σg 𝐹) ∈ (Base‘𝐺))
4633, 1, 2, 3, 8eldprdi 18338 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐺 Σg 𝐻) ∈ (𝐺 DProd 𝑆))
4743, 46sseldi 3581 . . . . 5 (𝜑 → (𝐺 Σg 𝐻) ∈ (Base‘𝐺))
485, 11, 12, 13grpsubval 17386 . . . . 5 (((𝐺 Σg 𝐹) ∈ (Base‘𝐺) ∧ (𝐺 Σg 𝐻) ∈ (Base‘𝐺)) → ((𝐺 Σg 𝐹) (𝐺 Σg 𝐻)) = ((𝐺 Σg 𝐹)(+g𝐺)((invg𝐺)‘(𝐺 Σg 𝐻))))
4945, 47, 48syl2anc 692 . . . 4 (𝜑 → ((𝐺 Σg 𝐹) (𝐺 Σg 𝐻)) = ((𝐺 Σg 𝐹)(+g𝐺)((invg𝐺)‘(𝐺 Σg 𝐻))))
5041, 42, 493eqtr4d 2665 . . 3 (𝜑 → (𝐺 Σg (𝐹𝑓 (+g𝐺)((invg𝐺) ∘ 𝐻))) = ((𝐺 Σg 𝐹) (𝐺 Σg 𝐻)))
5139, 50eqtrd 2655 . 2 (𝜑 → (𝐺 Σg (𝐹𝑓 𝐻)) = ((𝐺 Σg 𝐹) (𝐺 Σg 𝐻)))
5238, 51jca 554 1 (𝜑 → ((𝐹𝑓 𝐻) ∈ 𝑊 ∧ (𝐺 Σg (𝐹𝑓 𝐻)) = ((𝐺 Σg 𝐹) (𝐺 Σg 𝐻))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1480  wcel 1987  {crab 2911  Vcvv 3186   class class class wbr 4613  cmpt 4673  dom cdm 5074  ccom 5078  wf 5843  1-1-ontowf1o 5846  cfv 5847  (class class class)co 6604  𝑓 cof 6848  Xcixp 7852   finSupp cfsupp 8219  Basecbs 15781  +gcplusg 15862  0gc0g 16021   Σg cgsu 16022  Grpcgrp 17343  invgcminusg 17344  -gcsg 17345   DProd cdprd 18313
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-iin 4488  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-of 6850  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-supp 7241  df-tpos 7297  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-oadd 7509  df-er 7687  df-map 7804  df-ixp 7853  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-fsupp 8220  df-oi 8359  df-card 8709  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-nn 10965  df-2 11023  df-n0 11237  df-z 11322  df-uz 11632  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-seq 12742  df-hash 13058  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-sets 15787  df-ress 15788  df-plusg 15875  df-0g 16023  df-gsum 16024  df-mre 16167  df-mrc 16168  df-acs 16170  df-mgm 17163  df-sgrp 17205  df-mnd 17216  df-mhm 17256  df-submnd 17257  df-grp 17346  df-minusg 17347  df-sbg 17348  df-subg 17512  df-ghm 17579  df-gim 17622  df-cntz 17671  df-oppg 17697  df-cmn 18116  df-dprd 18315
This theorem is referenced by:  dprdfeq0  18342  dprdf11  18343  dprdsubg  18344
  Copyright terms: Public domain W3C validator