Theorem dprdspan 20052

Description: The direct product is the span of the union of the factors. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016.)

Hypothesis

Ref	Expression
dprdspan.k	⊢ 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))

Assertion

Ref	Expression
dprdspan	⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐺 DProd 𝑆) = (𝐾‘∪ ran 𝑆))

Proof of Theorem dprdspan

Dummy variable 𝑘 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		id 22	. . 3 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → 𝐺dom DProd 𝑆)
2		eqidd 2762	. . 3 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → dom 𝑆 = dom 𝑆)
3		dprdgrp 20030	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → 𝐺 ∈ Grp)
4		eqid 2761	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
5	4	subgacs 19185	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)))
6		acsmre 17667	. . . . 5 ⊢ ((SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘(Base‘𝐺)) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
7	3, 5, 6	3syl 18	. . . 4 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)))
8		dprdf 20031	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → 𝑆:dom 𝑆⟶(SubGrp‘𝐺))
9	8	ffnd 6688	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → 𝑆 Fn dom 𝑆)
10		fniunfv 7227	. . . . . . 7 ⊢ (𝑆 Fn dom 𝑆 → ∪ 𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) = ∪ ran 𝑆)
11	9, 10	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → ∪ 𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) = ∪ ran 𝑆)
12		simpl 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ 𝑘 ∈ dom 𝑆) → 𝐺dom DProd 𝑆)
13		eqidd 2762	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ 𝑘 ∈ dom 𝑆) → dom 𝑆 = dom 𝑆)
14		simpr 488	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ 𝑘 ∈ dom 𝑆) → 𝑘 ∈ dom 𝑆)
15	12, 13, 14	dprdub 20050	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ 𝑘 ∈ dom 𝑆) → (𝑆‘𝑘) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
16	15	ralrimiva 3153	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → ∀𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
17		iunss 5001	. . . . . . 7 ⊢ (∪ 𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆) ↔ ∀𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
18	16, 17	sylibr 236	. . . . . 6 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → ∪ 𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
19	11, 18	eqsstrrd 3971	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → ∪ ran 𝑆 ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
20	4	dprdssv 20041	. . . . 5 ⊢ (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ (Base‘𝐺)
21	19, 20	sstrdi 3948	. . . 4 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → ∪ ran 𝑆 ⊆ (Base‘𝐺))
22		dprdspan.k	. . . . 5 ⊢ 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
23	22	mrccl 17626	. . . 4 ⊢ (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)) ∧ ∪ ran 𝑆 ⊆ (Base‘𝐺)) → (𝐾‘∪ ran 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
24	7, 21, 23	syl2anc 593	. . 3 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐾‘∪ ran 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
25		eqimss 3994	. . . . . . 7 ⊢ (∪ 𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) = ∪ ran 𝑆 → ∪ 𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ ∪ ran 𝑆)
26	11, 25	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → ∪ 𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ ∪ ran 𝑆)
27		iunss 5001	. . . . . 6 ⊢ (∪ 𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ ∪ ran 𝑆 ↔ ∀𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ ∪ ran 𝑆)
28	26, 27	sylib 220	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → ∀𝑘 ∈ dom 𝑆(𝑆‘𝑘) ⊆ ∪ ran 𝑆)
29	28	r19.21bi 3253	. . . 4 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ 𝑘 ∈ dom 𝑆) → (𝑆‘𝑘) ⊆ ∪ ran 𝑆)
30	7, 22, 21	mrcssidd 17640	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → ∪ ran 𝑆 ⊆ (𝐾‘∪ ran 𝑆))
31	30	adantr 484	. . . 4 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ 𝑘 ∈ dom 𝑆) → ∪ ran 𝑆 ⊆ (𝐾‘∪ ran 𝑆))
32	29, 31	sstrd 3946	. . 3 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ 𝑘 ∈ dom 𝑆) → (𝑆‘𝑘) ⊆ (𝐾‘∪ ran 𝑆))
33	1, 2, 24, 32	dprdlub 20051	. 2 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ (𝐾‘∪ ran 𝑆))
34		dprdsubg 20049	. . 3 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
35	22	mrcsscl 17635	. . 3 ⊢ (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘(Base‘𝐺)) ∧ ∪ ran 𝑆 ⊆ (𝐺 DProd 𝑆) ∧ (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐾‘∪ ran 𝑆) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
36	7, 19, 34, 35	syl3anc 1389	. 2 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐾‘∪ ran 𝑆) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
37	33, 36	eqssd 3953	1 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐺 DProd 𝑆) = (𝐾‘∪ ran 𝑆))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1559   ∈ wcel 2141  ∀wral 3075   ⊆ wss 3904  ∪ cuni 4864  ∪ ciun 4948   class class class wbr 5099  dom cdm 5645  ran crn 5646   Fn wfn 6512  ‘cfv 6517  (class class class)co 7392  Basecbs 17228  Moorecmre 17593  mrClscmrc 17594  ACScacs 17596  Grpcgrp 18958  SubGrpcsubg 19145   DProd cdprd 20018

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-se 5599  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-isom 6526  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-of 7656  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-supp 8136  df-tpos 8201  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-2o 8433  df-er 8673  df-map 8805  df-ixp 8876  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-fin 8927  df-fsupp 9305  df-oi 9455  df-card 9894  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-nn 12208  df-2 12277  df-n0 12479  df-z 12566  df-uz 12837  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-seq 14012  df-hash 14341  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17250  df-plusg 17282  df-0g 17453  df-gsum 17454  df-mre 17597  df-mrc 17598  df-acs 17600  df-mgm 18657  df-sgrp 18736  df-mnd 18752  df-mhm 18800  df-submnd 18801  df-grp 18961  df-minusg 18962  df-sbg 18963  df-mulg 19093  df-subg 19148  df-ghm 19237  df-gim 19282  df-cntz 19340  df-oppg 19369  df-cmn 19805  df-dprd 20020

This theorem is referenced by:  dprdres  20053  dprdf1o  20057  subgdprd  20060  dprdsn  20061  dprd2dlem1  20066  dprd2da  20067  dprd2db  20068  dmdprdsplit2lem  20070