Theorem dprdlub 20235

Description: The direct product is smaller than any subgroup which contains the factors. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
dprdlub.1	⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd 𝑆)
dprdlub.2	⊢ (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
dprdlub.3	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
dprdlub.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑘) ⊆ 𝑇)

Assertion

Ref	Expression
dprdlub	⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ 𝑇)

Distinct variable groups:   𝑘,𝐺   𝑘,𝐼   𝜑,𝑘   𝑆,𝑘   𝑇,𝑘

Proof of Theorem dprdlub

Dummy variables 𝑓 ℎ 𝑖 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dprdlub.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd 𝑆)
2		dprdlub.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
3		eqid 2761	. . . 4 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
4		eqid 2761	. . . 4 ⊢ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} = {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}
5	3, 4	dprdval 20212	. . 3 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ dom 𝑆 = 𝐼) → (𝐺 DProd 𝑆) = ran (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)))
6	1, 2, 5	syl2anc 596	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) = ran (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)))
7		eqid 2761	. . . . 5 ⊢ (Cntz‘𝐺) = (Cntz‘𝐺)
8	1	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝐺dom DProd 𝑆)
9		dprdgrp 20214	. . . . . 6 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → 𝐺 ∈ Grp)
10		grpmnd 19144	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → 𝐺 ∈ Mnd)
11	8, 9, 10	3syl 19	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝐺 ∈ Mnd)
12	1, 2	dprddomcld 20210	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ V)
13	12	adantr 486	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝐼 ∈ V)
14		dprdlub.3	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
15	14	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
16		subgsubm 19352	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑇 ∈ (SubMnd‘𝐺))
17	15, 16	syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑇 ∈ (SubMnd‘𝐺))
18	2	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → dom 𝑆 = 𝐼)
19		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)})
20		eqid 2761	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
21	4, 8, 18, 19, 20	dprdff 20221	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓:𝐼⟶(Base‘𝐺))
22	21	ffnd 6708	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓 Fn 𝐼)
23		dprdlub.4	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑘) ⊆ 𝑇)
24	23	adantlr 728	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑘) ⊆ 𝑇)
25	4, 8, 18, 19	dprdfcl 20222	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑘) ∈ (𝑆‘𝑘))
26	24, 25	sseldd 3932	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑘) ∈ 𝑇)
27	26	ralrimiva 3155	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → ∀𝑘 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑘) ∈ 𝑇)
28		ffnfv 7117	. . . . . 6 ⊢ (𝑓:𝐼⟶𝑇 ↔ (𝑓 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑘) ∈ 𝑇))
29	22, 27, 28	sylanbrc 595	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓:𝐼⟶𝑇)
30	4, 8, 18, 19, 7	dprdfcntz 20224	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → ran 𝑓 ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘ran 𝑓))
31	4, 8, 18, 19	dprdffsupp 20223	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓 finSupp (0g‘𝐺))
32	3, 7, 11, 13, 17, 29, 30, 31	gsumzsubmcl 20125	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → (𝐺 Σg 𝑓) ∈ 𝑇)
33	32	fmpttd 7113	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)):{ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}⟶𝑇)
34	33	frnd 6716	. 2 ⊢ (𝜑 → ran (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)) ⊆ 𝑇)
35	6, 34	eqsstrd 3965	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ 𝑇)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  {crab 3413  Vcvv 3451   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5651  ran crn 5652   Fn wfn 6532  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7418  Xcixp 8918   finSupp cfsupp 9346  Basecbs 17380  0_gc0g 17603   Σ_g cgsu 17604  Mndcmnd 18916  SubMndcsubmnd 18970  Grpcgrp 19137  SubGrpcsubg 19323  Cntzccntz 19522   DProd cdprd 20202

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7749  ax-cnex 11249  ax-resscn 11250  ax-1cn 11251  ax-icn 11252  ax-addcl 11253  ax-addrcl 11254  ax-mulcl 11255  ax-mulrcl 11256  ax-mulcom 11257  ax-addass 11258  ax-mulass 11259  ax-distr 11260  ax-i2m1 11261  ax-1ne0 11262  ax-1rid 11263  ax-rnegex 11264  ax-rrecex 11265  ax-cnre 11266  ax-pre-lttri 11267  ax-pre-lttrn 11268  ax-pre-ltadd 11269  ax-pre-mulgt0 11270

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7375  df-ov 7421  df-oprab 7422  df-mpo 7423  df-om 7876  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-supp 8171  df-frecs 8292  df-wrecs 8323  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8469  df-er 8710  df-ixp 8919  df-en 8967  df-dom 8968  df-sdom 8969  df-fin 8970  df-fsupp 9347  df-oi 9497  df-card 10013  df-pnf 11338  df-mnf 11339  df-xr 11340  df-ltxr 11341  df-le 11342  df-sub 11536  df-neg 11537  df-nn 12329  df-2 12398  df-n0 12600  df-z 12687  df-uz 12959  df-fz 13633  df-fzo 13782  df-seq 14138  df-hash 14468  df-sets 17335  df-slot 17353  df-ndx 17365  df-base 17381  df-ress 17402  df-plusg 17434  df-0g 17605  df-gsum 17606  df-mgm 18809  df-sgrp 18901  df-mnd 18917  df-submnd 18972  df-grp 19140  df-minusg 19141  df-subg 19326  df-cntz 19524  df-dprd 20204

This theorem is used by:  dprdspan  20236  dprdz  20239  dprdcntz2  20247  dprd2dlem1  20250  dprdsplit  20257  ablfac1eu  20282