Theorem dprdlub 20155

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 2760	. . . 4 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
4		eqid 2760	. . . 4 ⊢ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} = {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}
5	3, 4	dprdval 20132	. . 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 2760	. . . . 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 20134	. . . . . 6 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → 𝐺 ∈ Grp)
10		grpmnd 19064	. . . . . 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 20130	. . . . . 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 19272	. . . . . 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 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
21	4, 8, 18, 19, 20	dprdff 20141	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓:𝐼⟶(Base‘𝐺))
22	21	ffnd 6703	. . . . . 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 20142	. . . . . . . 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 3154	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → ∀𝑘 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑘) ∈ 𝑇)
28		ffnfv 7112	. . . . . 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 20144	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → ran 𝑓 ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘ran 𝑓))
31	4, 8, 18, 19	dprdffsupp 20143	. . . . 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 20045	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → (𝐺 Σg 𝑓) ∈ 𝑇)
33	32	fmpttd 7108	. . 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 6711	. 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 3076  {crab 3412  Vcvv 3450   ⊆ wss 3899   class class class wbr 5103   ↦ cmpt 5186  dom cdm 5655  ran crn 5656   Fn wfn 6528  ⟶wf 6529  ‘cfv 6533  (class class class)co 7413  Xcixp 8904   finSupp cfsupp 9331  Basecbs 17301  0_gc0g 17524   Σ_g cgsu 17525  Mndcmnd 18836  SubMndcsubmnd 18890  Grpcgrp 19057  SubGrpcsubg 19243  Cntzccntz 19442   DProd cdprd 20122

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 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201

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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  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 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-supp 8159  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-er 8696  df-ixp 8905  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-fsupp 9332  df-oi 9482  df-card 9944  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-nn 12258  df-2 12327  df-n0 12529  df-z 12616  df-uz 12888  df-fz 13562  df-fzo 13710  df-seq 14066  df-hash 14395  df-sets 17256  df-slot 17274  df-ndx 17286  df-base 17302  df-ress 17323  df-plusg 17355  df-0g 17526  df-gsum 17527  df-mgm 18730  df-sgrp 18821  df-mnd 18837  df-submnd 18892  df-grp 19060  df-minusg 19061  df-subg 19246  df-cntz 19444  df-dprd 20124

This theorem is used by:  dprdspan  20156  dprdz  20159  dprdcntz2  20167  dprd2dlem1  20170  dprdsplit  20177  ablfac1eu  20202