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

Theorem dprdsn 19968
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 2729 . . 3 (Cntz‘𝐺) = (Cntz‘𝐺)
2 eqid 2729 . . 3 (0g𝐺) = (0g𝐺)
3 eqid 2729 . . 3 (mrCls‘(SubGrp‘𝐺)) = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
4 subgrcl 19063 . . . 4 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
54adantl 481 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐺 ∈ Grp)
6 snex 5391 . . . 4 {𝐴} ∈ V
76a1i 11 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {𝐴} ∈ V)
8 f1osng 6841 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {⟨𝐴, 𝑆⟩}:{𝐴}–1-1-onto→{𝑆})
9 f1of 6800 . . . . 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 484 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
1211snssd 4773 . . . 4 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {𝑆} ⊆ (SubGrp‘𝐺))
1310, 12fssd 6705 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {⟨𝐴, 𝑆⟩}:{𝐴}⟶(SubGrp‘𝐺))
14 simpr1 1195 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑥 ∈ {𝐴})
15 elsni 4606 . . . . . 6 (𝑥 ∈ {𝐴} → 𝑥 = 𝐴)
1614, 15syl 17 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑥 = 𝐴)
17 simpr2 1196 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑦 ∈ {𝐴})
18 elsni 4606 . . . . . 6 (𝑦 ∈ {𝐴} → 𝑦 = 𝐴)
1917, 18syl 17 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑦 = 𝐴)
2016, 19eqtr4d 2767 . . . 4 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑥 = 𝑦)
21 simpr3 1197 . . . 4 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → 𝑥𝑦)
2220, 21pm2.21ddne 3009 . . 3 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ (𝑥 ∈ {𝐴} ∧ 𝑦 ∈ {𝐴} ∧ 𝑥𝑦)) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑦)))
235adantr 480 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → 𝐺 ∈ Grp)
24 eqid 2729 . . . . . . . . 9 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
2524subgacs 19093 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → (SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)))
26 acsmre 17613 . . . . . . . 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 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → 𝑥 = 𝐴)
2928sneqd 4601 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → {𝑥} = {𝐴})
3029difeq2d 4089 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({𝐴} ∖ {𝑥}) = ({𝐴} ∖ {𝐴}))
31 difid 4339 . . . . . . . . . . . . 13 ({𝐴} ∖ {𝐴}) = ∅
3230, 31eqtrdi 2780 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({𝐴} ∖ {𝑥}) = ∅)
3332imaeq2d 6031 . . . . . . . . . . 11 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) = ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ∅))
34 ima0 6048 . . . . . . . . . . 11 ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ∅) = ∅
3533, 34eqtrdi 2780 . . . . . . . . . 10 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) = ∅)
3635unieqd 4884 . . . . . . . . 9 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) = ∅)
37 uni0 4899 . . . . . . . . 9 ∅ = ∅
3836, 37eqtrdi 2780 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) = ∅)
39 0ss 4363 . . . . . . . . 9 ∅ ⊆ {(0g𝐺)}
4039a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ∅ ⊆ {(0g𝐺)})
4138, 40eqsstrd 3981 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥})) ⊆ {(0g𝐺)})
4220subg 19083 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → {(0g𝐺)} ∈ (SubGrp‘𝐺))
4323, 42syl 17 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → {(0g𝐺)} ∈ (SubGrp‘𝐺))
443mrcsscl 17581 . . . . . . 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 1373 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥}))) ⊆ {(0g𝐺)})
462subg0cl 19066 . . . . . . . . 9 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
4746ad2antlr 727 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → (0g𝐺) ∈ 𝑆)
4815fveq2d 6862 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ {𝐴} → ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) = ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝐴))
49 fvsng 7154 . . . . . . . . 9 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝐴) = 𝑆)
5048, 49sylan9eqr 2786 . . . . . . . 8 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥) = 𝑆)
5147, 50eleqtrrd 2831 . . . . . . 7 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → (0g𝐺) ∈ ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥))
5251snssd 4773 . . . . . 6 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → {(0g𝐺)} ⊆ ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥))
5345, 52sstrd 3957 . . . . 5 (((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥 ∈ {𝐴}) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ({⟨𝐴, 𝑆⟩} “ ({𝐴} ∖ {𝑥}))) ⊆ ({⟨𝐴, 𝑆⟩}‘𝑥))
54 sseqin2 4186 . . . . 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 218 . . . 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 3981 . . 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 19931 . 2 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐺dom DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩})
583dprdspan 19959 . . . 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 6194 . . . . . . . 8 (𝐴𝑉 → ran {⟨𝐴, 𝑆⟩} = {𝑆})
6160adantr 480 . . . . . . 7 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ran {⟨𝐴, 𝑆⟩} = {𝑆})
6261unieqd 4884 . . . . . 6 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ran {⟨𝐴, 𝑆⟩} = {𝑆})
63 unisng 4889 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → {𝑆} = 𝑆)
6463adantl 481 . . . . . 6 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → {𝑆} = 𝑆)
6562, 64eqtrd 2764 . . . . 5 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ran {⟨𝐴, 𝑆⟩} = 𝑆)
6665fveq2d 6862 . . . 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 17574 . . . . 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 2764 . . 3 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((mrCls‘(SubGrp‘𝐺))‘ ran {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = 𝑆)
7159, 70eqtrd 2764 . 2 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺 DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = 𝑆)
7257, 71jca 511 1 ((𝐴𝑉𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺dom DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩} ∧ (𝐺 DProd {⟨𝐴, 𝑆⟩}) = 𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2109  wne 2925  Vcvv 3447  cdif 3911  cin 3913  wss 3914  c0 4296  {csn 4589  cop 4595   cuni 4871   class class class wbr 5107  dom cdm 5638  ran crn 5639  cima 5641  wf 6507  1-1-ontowf1o 6510  cfv 6511  (class class class)co 7387  Basecbs 17179  0gc0g 17402  Moorecmre 17543  mrClscmrc 17544  ACScacs 17546  Grpcgrp 18865  SubGrpcsubg 19052  Cntzccntz 19247   DProd cdprd 19925
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-int 4911  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-se 5592  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-isom 6520  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-of 7653  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-supp 8140  df-tpos 8205  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-2o 8435  df-er 8671  df-map 8801  df-ixp 8871  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  df-fsupp 9313  df-oi 9463  df-card 9892  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-n0 12443  df-z 12530  df-uz 12794  df-fz 13469  df-fzo 13616  df-seq 13967  df-hash 14296  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-0g 17404  df-gsum 17405  df-mre 17547  df-mrc 17548  df-acs 17550  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-mhm 18710  df-submnd 18711  df-grp 18868  df-minusg 18869  df-sbg 18870  df-mulg 19000  df-subg 19055  df-ghm 19145  df-gim 19191  df-cntz 19249  df-oppg 19278  df-cmn 19712  df-dprd 19927
This theorem is referenced by:  dprd2da  19974  dmdprdpr  19981  dprdpr  19982  dpjlem  19983  pgpfaclem1  20013
  Copyright terms: Public domain W3C validator