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

Theorem dmdprdd 18711
Description: Show that a given family is a direct product decomposition. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016.) (Revised by AV, 11-Jul-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
dmdprd.z 𝑍 = (Cntz‘𝐺)
dmdprd.0 0 = (0g𝐺)
dmdprd.k 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
dmdprdd.1 (𝜑𝐺 ∈ Grp)
dmdprdd.2 (𝜑𝐼𝑉)
dmdprdd.3 (𝜑𝑆:𝐼⟶(SubGrp‘𝐺))
dmdprdd.4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼𝑥𝑦)) → (𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦)))
dmdprdd.5 ((𝜑𝑥𝐼) → ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))) ⊆ { 0 })
Assertion
Ref Expression
dmdprdd (𝜑𝐺dom DProd 𝑆)
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐺   𝑥,𝐼,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑥,𝑆,𝑦   𝑥,𝑉,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐾(𝑥,𝑦)   0 (𝑥,𝑦)   𝑍(𝑥,𝑦)

Proof of Theorem dmdprdd
StepHypRef Expression
1 dmdprdd.1 . 2 (𝜑𝐺 ∈ Grp)
2 dmdprdd.3 . 2 (𝜑𝑆:𝐼⟶(SubGrp‘𝐺))
3 eldifsn 4504 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (𝐼 ∖ {𝑥}) ↔ (𝑦𝐼𝑦𝑥))
4 necom 3022 . . . . . . . 8 (𝑦𝑥𝑥𝑦)
54anbi2i 617 . . . . . . 7 ((𝑦𝐼𝑦𝑥) ↔ (𝑦𝐼𝑥𝑦))
63, 5bitri 267 . . . . . 6 (𝑦 ∈ (𝐼 ∖ {𝑥}) ↔ (𝑦𝐼𝑥𝑦))
7 dmdprdd.4 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼𝑥𝑦)) → (𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦)))
873exp2 1464 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑥𝐼 → (𝑦𝐼 → (𝑥𝑦 → (𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦))))))
98imp4b 413 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐼) → ((𝑦𝐼𝑥𝑦) → (𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦))))
106, 9syl5bi 234 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐼) → (𝑦 ∈ (𝐼 ∖ {𝑥}) → (𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦))))
1110ralrimiv 3144 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐼) → ∀𝑦 ∈ (𝐼 ∖ {𝑥})(𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦)))
12 dmdprdd.5 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐼) → ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))) ⊆ { 0 })
132ffvelrnda 6583 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐼) → (𝑆𝑥) ∈ (SubGrp‘𝐺))
14 dmdprd.0 . . . . . . . . 9 0 = (0g𝐺)
1514subg0cl 17912 . . . . . . . 8 ((𝑆𝑥) ∈ (SubGrp‘𝐺) → 0 ∈ (𝑆𝑥))
1613, 15syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐼) → 0 ∈ (𝑆𝑥))
171adantr 473 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐼) → 𝐺 ∈ Grp)
18 eqid 2797 . . . . . . . . . . 11 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
1918subgacs 17939 . . . . . . . . . 10 (𝐺 ∈ Grp → (SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)))
20 acsmre 16624 . . . . . . . . . 10 ((SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
2117, 19, 203syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐼) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
22 imassrn 5692 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})) ⊆ ran 𝑆
232frnd 6261 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ran 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝐺))
2423adantr 473 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥𝐼) → ran 𝑆 ⊆ (SubGrp‘𝐺))
2522, 24syl5ss 3807 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐼) → (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})) ⊆ (SubGrp‘𝐺))
26 mresspw 16564 . . . . . . . . . . . 12 ((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)) → (SubGrp‘𝐺) ⊆ 𝒫 (Base‘𝐺))
2721, 26syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑𝑥𝐼) → (SubGrp‘𝐺) ⊆ 𝒫 (Base‘𝐺))
2825, 27sstrd 3806 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥𝐼) → (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})) ⊆ 𝒫 (Base‘𝐺))
29 sspwuni 4800 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})) ⊆ 𝒫 (Base‘𝐺) ↔ (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})) ⊆ (Base‘𝐺))
3028, 29sylib 210 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥𝐼) → (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})) ⊆ (Base‘𝐺))
31 dmdprd.k . . . . . . . . . 10 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
3231mrccl 16583 . . . . . . . . 9 (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)) ∧ (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})) ⊆ (Base‘𝐺)) → (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥}))) ∈ (SubGrp‘𝐺))
3321, 30, 32syl2anc 580 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥𝐼) → (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥}))) ∈ (SubGrp‘𝐺))
3414subg0cl 17912 . . . . . . . 8 ((𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥}))) ∈ (SubGrp‘𝐺) → 0 ∈ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥}))))
3533, 34syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥𝐼) → 0 ∈ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥}))))
3616, 35elind 3994 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐼) → 0 ∈ ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))))
3736snssd 4526 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝐼) → { 0 } ⊆ ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))))
3812, 37eqssd 3813 . . . 4 ((𝜑𝑥𝐼) → ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))) = { 0 })
3911, 38jca 508 . . 3 ((𝜑𝑥𝐼) → (∀𝑦 ∈ (𝐼 ∖ {𝑥})(𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦)) ∧ ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))) = { 0 }))
4039ralrimiva 3145 . 2 (𝜑 → ∀𝑥𝐼 (∀𝑦 ∈ (𝐼 ∖ {𝑥})(𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦)) ∧ ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))) = { 0 }))
41 dmdprdd.2 . . 3 (𝜑𝐼𝑉)
422fdmd 6263 . . 3 (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
43 dmdprd.z . . . 4 𝑍 = (Cntz‘𝐺)
4443, 14, 31dmdprd 18710 . . 3 ((𝐼𝑉 ∧ dom 𝑆 = 𝐼) → (𝐺dom DProd 𝑆 ↔ (𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆:𝐼⟶(SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥𝐼 (∀𝑦 ∈ (𝐼 ∖ {𝑥})(𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦)) ∧ ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))) = { 0 }))))
4541, 42, 44syl2anc 580 . 2 (𝜑 → (𝐺dom DProd 𝑆 ↔ (𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑆:𝐼⟶(SubGrp‘𝐺) ∧ ∀𝑥𝐼 (∀𝑦 ∈ (𝐼 ∖ {𝑥})(𝑆𝑥) ⊆ (𝑍‘(𝑆𝑦)) ∧ ((𝑆𝑥) ∩ (𝐾 (𝑆 “ (𝐼 ∖ {𝑥})))) = { 0 }))))
461, 2, 40, 45mpbir3and 1443 1 (𝜑𝐺dom DProd 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 198  wa 385  w3a 1108   = wceq 1653  wcel 2157  wne 2969  wral 3087  cdif 3764  cin 3766  wss 3767  𝒫 cpw 4347  {csn 4366   cuni 4626   class class class wbr 4841  dom cdm 5310  ran crn 5311  cima 5313  wf 6095  cfv 6099  Basecbs 16181  0gc0g 16412  Moorecmre 16554  mrClscmrc 16555  ACScacs 16557  Grpcgrp 17735  SubGrpcsubg 17898  Cntzccntz 18057   DProd cdprd 18705
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2354  ax-ext 2775  ax-rep 4962  ax-sep 4973  ax-nul 4981  ax-pow 5033  ax-pr 5095  ax-un 7181  ax-cnex 10278  ax-resscn 10279  ax-1cn 10280  ax-icn 10281  ax-addcl 10282  ax-addrcl 10283  ax-mulcl 10284  ax-mulrcl 10285  ax-mulcom 10286  ax-addass 10287  ax-mulass 10288  ax-distr 10289  ax-i2m1 10290  ax-1ne0 10291  ax-1rid 10292  ax-rnegex 10293  ax-rrecex 10294  ax-cnre 10295  ax-pre-lttri 10296  ax-pre-lttrn 10297  ax-pre-ltadd 10298  ax-pre-mulgt0 10299
This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2590  df-eu 2607  df-clab 2784  df-cleq 2790  df-clel 2793  df-nfc 2928  df-ne 2970  df-nel 3073  df-ral 3092  df-rex 3093  df-reu 3094  df-rmo 3095  df-rab 3096  df-v 3385  df-sbc 3632  df-csb 3727  df-dif 3770  df-un 3772  df-in 3774  df-ss 3781  df-pss 3783  df-nul 4114  df-if 4276  df-pw 4349  df-sn 4367  df-pr 4369  df-tp 4371  df-op 4373  df-uni 4627  df-int 4666  df-iun 4710  df-iin 4711  df-br 4842  df-opab 4904  df-mpt 4921  df-tr 4944  df-id 5218  df-eprel 5223  df-po 5231  df-so 5232  df-fr 5269  df-we 5271  df-xp 5316  df-rel 5317  df-cnv 5318  df-co 5319  df-dm 5320  df-rn 5321  df-res 5322  df-ima 5323  df-pred 5896  df-ord 5942  df-on 5943  df-lim 5944  df-suc 5945  df-iota 6062  df-fun 6101  df-fn 6102  df-f 6103  df-f1 6104  df-fo 6105  df-f1o 6106  df-fv 6107  df-riota 6837  df-ov 6879  df-oprab 6880  df-mpt2 6881  df-om 7298  df-1st 7399  df-2nd 7400  df-wrecs 7643  df-recs 7705  df-rdg 7743  df-1o 7797  df-oadd 7801  df-er 7980  df-ixp 8147  df-en 8194  df-dom 8195  df-sdom 8196  df-fin 8197  df-pnf 10363  df-mnf 10364  df-xr 10365  df-ltxr 10366  df-le 10367  df-sub 10556  df-neg 10557  df-nn 11311  df-2 11372  df-ndx 16184  df-slot 16185  df-base 16187  df-sets 16188  df-ress 16189  df-plusg 16277  df-0g 16414  df-mre 16558  df-mrc 16559  df-acs 16561  df-mgm 17554  df-sgrp 17596  df-mnd 17607  df-submnd 17648  df-grp 17738  df-minusg 17739  df-subg 17901  df-dprd 18707
This theorem is referenced by:  dprdss  18741  dprdz  18742  dprdf1o  18744  dprdsn  18748  dprd2da  18754  dmdprdsplit2  18758  ablfac1b  18782
  Copyright terms: Public domain W3C validator