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

Theorem lsmmod 18028
Description: The modular law holds for subgroup sum. Similar to part of Theorem 16.9 of [MaedaMaeda] p. 70. (Contributed by NM, 2-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2016.)
Hypothesis
Ref Expression
lsmmod.p = (LSSum‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
lsmmod (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑆 (𝑇𝑈)) = ((𝑆 𝑇) ∩ 𝑈))

Proof of Theorem lsmmod
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpl1 1062 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
2 simpl2 1063 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
3 inss1 3817 . . . . 5 (𝑇𝑈) ⊆ 𝑇
43a1i 11 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑇𝑈) ⊆ 𝑇)
5 lsmmod.p . . . . 5 = (LSSum‘𝐺)
65lsmless2 18015 . . . 4 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝑇𝑈) ⊆ 𝑇) → (𝑆 (𝑇𝑈)) ⊆ (𝑆 𝑇))
71, 2, 4, 6syl3anc 1323 . . 3 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑆 (𝑇𝑈)) ⊆ (𝑆 𝑇))
8 simpr 477 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → 𝑆𝑈)
9 inss2 3818 . . . . 5 (𝑇𝑈) ⊆ 𝑈
109a1i 11 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑇𝑈) ⊆ 𝑈)
11 subgrcl 17539 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
12 eqid 2621 . . . . . . . 8 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
1312subgacs 17569 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ Grp → (SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)))
14 acsmre 16253 . . . . . . 7 ((SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
151, 11, 13, 144syl 19 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
16 simpl3 1064 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
17 mreincl 16199 . . . . . 6 (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑇𝑈) ∈ (SubGrp‘𝐺))
1815, 2, 16, 17syl3anc 1323 . . . . 5 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑇𝑈) ∈ (SubGrp‘𝐺))
195lsmlub 18018 . . . . 5 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝑇𝑈) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((𝑆𝑈 ∧ (𝑇𝑈) ⊆ 𝑈) ↔ (𝑆 (𝑇𝑈)) ⊆ 𝑈))
201, 18, 16, 19syl3anc 1323 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → ((𝑆𝑈 ∧ (𝑇𝑈) ⊆ 𝑈) ↔ (𝑆 (𝑇𝑈)) ⊆ 𝑈))
218, 10, 20mpbi2and 955 . . 3 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑆 (𝑇𝑈)) ⊆ 𝑈)
227, 21ssind 3821 . 2 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑆 (𝑇𝑈)) ⊆ ((𝑆 𝑇) ∩ 𝑈))
23 elin 3780 . . . 4 (𝑥 ∈ ((𝑆 𝑇) ∩ 𝑈) ↔ (𝑥 ∈ (𝑆 𝑇) ∧ 𝑥𝑈))
24 eqid 2621 . . . . . . . 8 (+g𝐺) = (+g𝐺)
2524, 5lsmelval 18004 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑥 ∈ (𝑆 𝑇) ↔ ∃𝑦𝑆𝑧𝑇 𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧)))
261, 2, 25syl2anc 692 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑥 ∈ (𝑆 𝑇) ↔ ∃𝑦𝑆𝑧𝑇 𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧)))
271adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
2818adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → (𝑇𝑈) ∈ (SubGrp‘𝐺))
29 simprll 801 . . . . . . . . . 10 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑦𝑆)
30 simprlr 802 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑧𝑇)
3127, 11syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝐺 ∈ Grp)
3216adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
3312subgss 17535 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑈 ⊆ (Base‘𝐺))
3432, 33syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑈 ⊆ (Base‘𝐺))
358adantr 481 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑆𝑈)
3635, 29sseldd 3589 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑦𝑈)
3734, 36sseldd 3589 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐺))
38 eqid 2621 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (0g𝐺) = (0g𝐺)
39 eqid 2621 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (invg𝐺) = (invg𝐺)
4012, 24, 38, 39grplinv 17408 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐺)) → (((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)𝑦) = (0g𝐺))
4131, 37, 40syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → (((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)𝑦) = (0g𝐺))
4241oveq1d 6630 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → ((((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)𝑦)(+g𝐺)𝑧) = ((0g𝐺)(+g𝐺)𝑧))
4339subginvcl 17543 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑦𝑈) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑈)
4432, 36, 43syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑈)
4534, 44sseldd 3589 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ (Base‘𝐺))
46 simpll2 1099 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
4712subgss 17535 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑇 ⊆ (Base‘𝐺))
4846, 47syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑇 ⊆ (Base‘𝐺))
4948, 30sseldd 3589 . . . . . . . . . . . . . 14 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑧 ∈ (Base‘𝐺))
5012, 24grpass 17371 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (((invg𝐺)‘𝑦) ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝐺))) → ((((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)𝑦)(+g𝐺)𝑧) = (((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)(𝑦(+g𝐺)𝑧)))
5131, 45, 37, 49, 50syl13anc 1325 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → ((((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)𝑦)(+g𝐺)𝑧) = (((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)(𝑦(+g𝐺)𝑧)))
5212, 24, 38grplid 17392 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝐺)) → ((0g𝐺)(+g𝐺)𝑧) = 𝑧)
5331, 49, 52syl2anc 692 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → ((0g𝐺)(+g𝐺)𝑧) = 𝑧)
5442, 51, 533eqtr3d 2663 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → (((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)(𝑦(+g𝐺)𝑧)) = 𝑧)
55 simprr 795 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)
5624subgcl 17544 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ ((invg𝐺)‘𝑦) ∈ 𝑈 ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈) → (((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)(𝑦(+g𝐺)𝑧)) ∈ 𝑈)
5732, 44, 55, 56syl3anc 1323 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → (((invg𝐺)‘𝑦)(+g𝐺)(𝑦(+g𝐺)𝑧)) ∈ 𝑈)
5854, 57eqeltrrd 2699 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑧𝑈)
5930, 58elind 3782 . . . . . . . . . 10 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → 𝑧 ∈ (𝑇𝑈))
6024, 5lsmelvali 18005 . . . . . . . . . 10 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝑇𝑈) ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑦𝑆𝑧 ∈ (𝑇𝑈))) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ (𝑆 (𝑇𝑈)))
6127, 28, 29, 59, 60syl22anc 1324 . . . . . . . . 9 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ ((𝑦𝑆𝑧𝑇) ∧ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈)) → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ (𝑆 (𝑇𝑈)))
6261expr 642 . . . . . . . 8 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ (𝑦𝑆𝑧𝑇)) → ((𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈 → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ (𝑆 (𝑇𝑈))))
63 eleq1 2686 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧) → (𝑥𝑈 ↔ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈))
64 eleq1 2686 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧) → (𝑥 ∈ (𝑆 (𝑇𝑈)) ↔ (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ (𝑆 (𝑇𝑈))))
6563, 64imbi12d 334 . . . . . . . 8 (𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧) → ((𝑥𝑈𝑥 ∈ (𝑆 (𝑇𝑈))) ↔ ((𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ 𝑈 → (𝑦(+g𝐺)𝑧) ∈ (𝑆 (𝑇𝑈)))))
6662, 65syl5ibrcom 237 . . . . . . 7 ((((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) ∧ (𝑦𝑆𝑧𝑇)) → (𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧) → (𝑥𝑈𝑥 ∈ (𝑆 (𝑇𝑈)))))
6766rexlimdvva 3033 . . . . . 6 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (∃𝑦𝑆𝑧𝑇 𝑥 = (𝑦(+g𝐺)𝑧) → (𝑥𝑈𝑥 ∈ (𝑆 (𝑇𝑈)))))
6826, 67sylbid 230 . . . . 5 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑥 ∈ (𝑆 𝑇) → (𝑥𝑈𝑥 ∈ (𝑆 (𝑇𝑈)))))
6968impd 447 . . . 4 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → ((𝑥 ∈ (𝑆 𝑇) ∧ 𝑥𝑈) → 𝑥 ∈ (𝑆 (𝑇𝑈))))
7023, 69syl5bi 232 . . 3 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑥 ∈ ((𝑆 𝑇) ∩ 𝑈) → 𝑥 ∈ (𝑆 (𝑇𝑈))))
7170ssrdv 3594 . 2 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → ((𝑆 𝑇) ∩ 𝑈) ⊆ (𝑆 (𝑇𝑈)))
7222, 71eqssd 3605 1 (((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑆𝑈) → (𝑆 (𝑇𝑈)) = ((𝑆 𝑇) ∩ 𝑈))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  wrex 2909  cin 3559  wss 3560  cfv 5857  (class class class)co 6615  Basecbs 15800  +gcplusg 15881  0gc0g 16040  Moorecmre 16182  ACScacs 16185  Grpcgrp 17362  invgcminusg 17363  SubGrpcsubg 17528  LSSumclsm 17989
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 4741  ax-sep 4751  ax-nul 4759  ax-pow 4813  ax-pr 4877  ax-un 6914  ax-cnex 9952  ax-resscn 9953  ax-1cn 9954  ax-icn 9955  ax-addcl 9956  ax-addrcl 9957  ax-mulcl 9958  ax-mulrcl 9959  ax-mulcom 9960  ax-addass 9961  ax-mulass 9962  ax-distr 9963  ax-i2m1 9964  ax-1ne0 9965  ax-1rid 9966  ax-rnegex 9967  ax-rrecex 9968  ax-cnre 9969  ax-pre-lttri 9970  ax-pre-lttrn 9971  ax-pre-ltadd 9972  ax-pre-mulgt0 9973
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 2913  df-rex 2914  df-reu 2915  df-rmo 2916  df-rab 2917  df-v 3192  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3898  df-if 4065  df-pw 4138  df-sn 4156  df-pr 4158  df-tp 4160  df-op 4162  df-uni 4410  df-int 4448  df-iun 4494  df-iin 4495  df-br 4624  df-opab 4684  df-mpt 4685  df-tr 4723  df-eprel 4995  df-id 4999  df-po 5005  df-so 5006  df-fr 5043  df-we 5045  df-xp 5090  df-rel 5091  df-cnv 5092  df-co 5093  df-dm 5094  df-rn 5095  df-res 5096  df-ima 5097  df-pred 5649  df-ord 5695  df-on 5696  df-lim 5697  df-suc 5698  df-iota 5820  df-fun 5859  df-fn 5860  df-f 5861  df-f1 5862  df-fo 5863  df-f1o 5864  df-fv 5865  df-riota 6576  df-ov 6618  df-oprab 6619  df-mpt2 6620  df-om 7028  df-1st 7128  df-2nd 7129  df-wrecs 7367  df-recs 7428  df-rdg 7466  df-1o 7520  df-oadd 7524  df-er 7702  df-en 7916  df-dom 7917  df-sdom 7918  df-fin 7919  df-pnf 10036  df-mnf 10037  df-xr 10038  df-ltxr 10039  df-le 10040  df-sub 10228  df-neg 10229  df-nn 10981  df-2 11039  df-ndx 15803  df-slot 15804  df-base 15805  df-sets 15806  df-ress 15807  df-plusg 15894  df-0g 16042  df-mre 16186  df-mrc 16187  df-acs 16189  df-mgm 17182  df-sgrp 17224  df-mnd 17235  df-submnd 17276  df-grp 17365  df-minusg 17366  df-subg 17531  df-lsm 17991
This theorem is referenced by:  lsmmod2  18029  lcvexchlem2  33841  dihmeetlem9N  36123
  Copyright terms: Public domain W3C validator