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

Theorem dprdsn 19815
Description: A singleton family is an internal direct product, the product of which is the given subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016.)
Assertion
Ref Expression
dprdsn ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺dom DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩} ∧ (𝐺 DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = 𝑆))

Proof of Theorem dprdsn
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2736 . . 3 (Cntz‘𝐺) = (Cntz‘𝐺)
2 eqid 2736 . . 3 (0g𝐺) = (0g𝐺)
3 eqid 2736 . . 3 (mrCls‘(SubGrp‘𝐺)) = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
4 subgrcl 18933 . . . 4 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
54adantl 482 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐺 ∈ Grp)
6 snex 5388 . . . 4 {𝐴} ∈ V
76a1i 11 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {𝐴} ∈ V)
8 f1osng 6825 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {⟨𝐴, 𝑆⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑆})
9 f1of 6784 . . . . 5 ({⟨𝐴, 𝑆⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑆} → {⟨𝐴, 𝑆⟩}:{𝐴}⟶{𝑆})
108, 9syl 17 . . . 4 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {⟨𝐴, 𝑆⟩}:{𝐴}⟶{𝑆})
11 simpr 485 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
1211snssd 4769 . . . 4 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {𝑆} ⊆ (SubGrp‘𝐺))
1310, 12fssd 6686 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {⟨𝐴, 𝑆⟩}:{𝐴}⟶(SubGrp‘𝐺))
14 simpr1 1194 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑥 ∈ {𝐴})
15 elsni 4603 . . . . . 6 (𝑥 ∈ {𝐴} → 𝑥 = 𝐴)
1614, 15syl 17 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑥 = 𝐴)
17 simpr2 1195 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑦 ∈ {𝐴})
18 elsni 4603 . . . . . 6 (𝑦 ∈ {𝐴} → 𝑦 = 𝐴)
1917, 18syl 17 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑦 = 𝐴)
2016, 19eqtr4d 2779 . . . 4 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑥 = 𝑦)
21 simpr3 1196 . . . 4 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑥𝑦)
2220, 21pm2.21ddne 3029 . . 3 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑦)))
235adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → 𝐺 ∈ Grp)
24 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
2524subgacs 18963 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → (SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)))
26 acsmre 17532 . . . . . . . 8 ((SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
2723, 25, 263syl 18 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
2815adantl 482 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → 𝑥 = 𝐴)
2928sneqd 4598 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → {𝑥} = {𝐴})
3029difeq2d 4082 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({𝐴} ∖ {𝑥}) = ({𝐴} ∖ {𝐴}))
31 difid 4330 . . . . . . . . . . . . 13 ({𝐴} ∖ {𝐴}) = ∅
3230, 31eqtrdi 2792 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({𝐴} ∖ {𝑥}) = ∅)
3332imaeq2d 6013 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) = ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ∅))
34 ima0 6029 . . . . . . . . . . 11 ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ∅) = ∅
3533, 34eqtrdi 2792 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) = ∅)
3635unieqd 4879 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) = ∅)
37 uni0 4896 . . . . . . . . 9 ∅ = ∅
3836, 37eqtrdi 2792 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) = ∅)
39 0ss 4356 . . . . . . . . 9 ∅ ⊆ {(0g𝐺)}
4039a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ∅ ⊆ {(0g𝐺)})
4138, 40eqsstrd 3982 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) ⊆ {(0g𝐺)})
4220subg 18953 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → {(0g𝐺)} ∈ (SubGrp‘𝐺))
4323, 42syl 17 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → {(0g𝐺)} ∈ (SubGrp‘𝐺))
443mrcsscl 17500 . . . . . . 7 (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)) ∧ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) ⊆ {(0g𝐺)} ∧ {(0g𝐺)} ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥}))) ⊆ {(0g𝐺)})
4527, 41, 43, 44syl3anc 1371 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥}))) ⊆ {(0g𝐺)})
462subg0cl 18936 . . . . . . . . 9 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
4746ad2antlr 725 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
4815fveq2d 6846 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ {𝐴} → ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) = ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝐴))
49 fvsng 7126 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝐴) = 𝑆)
5048, 49sylan9eqr 2798 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) = 𝑆)
5147, 50eleqtrrd 2841 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → (0g𝐺) ∈ ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥))
5251snssd 4769 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → {(0g𝐺)} ⊆ ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥))
5345, 52sstrd 3954 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥}))) ⊆ ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥))
54 sseqin2 4175 . . . . 5 (((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥}))) ⊆ ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) ↔ (({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) ∩ ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})))) = ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥}))))
5553, 54sylib 217 . . . 4 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → (({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) ∩ ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})))) = ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥}))))
5655, 45eqsstrd 3982 . . 3 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → (({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) ∩ ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})))) ⊆ {(0g𝐺)})
571, 2, 3, 5, 7, 13, 22, 56dmdprdd 19778 . 2 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐺dom DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩})
583dprdspan 19806 . . . 4 (𝐺dom DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩} → (𝐺 DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ran {⟨𝐴, 𝑆⟩}))
5957, 58syl 17 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺 DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ran {⟨𝐴, 𝑆⟩}))
60 rnsnopg 6173 . . . . . . . 8 (𝐴𝑉 → ran {⟨𝐴, 𝑆⟩} = {𝑆})
6160adantr 481 . . . . . . 7 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ran {⟨𝐴, 𝑆⟩} = {𝑆})
6261unieqd 4879 . . . . . 6 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ran {⟨𝐴, 𝑆⟩} = {𝑆})
63 unisng 4886 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → {𝑆} = 𝑆)
6463adantl 482 . . . . . 6 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {𝑆} = 𝑆)
6562, 64eqtrd 2776 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ran {⟨𝐴, 𝑆⟩} = 𝑆)
6665fveq2d 6846 . . . 4 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ran {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘𝑆))
675, 25, 263syl 18 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
683mrcid 17493 . . . . 5 (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)) ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘𝑆) = 𝑆)
6967, 68sylancom 588 . . . 4 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘𝑆) = 𝑆)
7066, 69eqtrd 2776 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ran {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = 𝑆)
7159, 70eqtrd 2776 . 2 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺 DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = 𝑆)
7257, 71jca 512 1 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺dom DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩} ∧ (𝐺 DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = 𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  Vcvv 3445  cdif 3907  cin 3909  wss 3910  c0 4282  {csn 4586  cop 4592   cuni 4865   class class class wbr 5105  dom cdm 5633  ran crn 5634  cima 5636  wf 6492  1-1-ontowf1o 6495  cfv 6496  (class class class)co 7357  Basecbs 17083  0gc0g 17321  Moorecmre 17462  mrClscmrc 17463  ACScacs 17465  Grpcgrp 18748  SubGrpcsubg 18922  Cntzccntz 19095   DProd cdprd 19772
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8093  df-tpos 8157  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-er 8648  df-map 8767  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9306  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-nn 12154  df-2 12216  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-seq 13907  df-hash 14231  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-0g 17323  df-gsum 17324  df-mre 17466  df-mrc 17467  df-acs 17469  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-mhm 18601  df-submnd 18602  df-grp 18751  df-minusg 18752  df-sbg 18753  df-mulg 18873  df-subg 18925  df-ghm 19006  df-gim 19049  df-cntz 19097  df-oppg 19124  df-cmn 19564  df-dprd 19774
This theorem is referenced by:  dprd2da  19821  dmdprdpr  19828  dprdpr  19829  dpjlem  19830  pgpfaclem1  19860
  Copyright terms: Public domain W3C validator