Theorem dprdsplit 19980

Description: The direct product is the binary subgroup product ("sum") of the direct products of the partition. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
dprdsplit.2	⊢ (𝜑 → 𝑆:𝐼⟶(SubGrp‘𝐺))
dprdsplit.i	⊢ (𝜑 → (𝐶 ∩ 𝐷) = ∅)
dprdsplit.u	⊢ (𝜑 → 𝐼 = (𝐶 ∪ 𝐷))
dprdsplit.s	⊢ ⊕ = (LSSum‘𝐺)
dprdsplit.1	⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd 𝑆)

Assertion

Ref	Expression
dprdsplit	⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) = ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))

Proof of Theorem dprdsplit

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dprdsplit.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd 𝑆)
2		dprdsplit.2	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑆:𝐼⟶(SubGrp‘𝐺))
3	2	fdmd 6698	. . 3 ⊢ (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
4		ssun1 4141	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐶 ⊆ (𝐶 ∪ 𝐷)
5		dprdsplit.u	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐼 = (𝐶 ∪ 𝐷))
6	4, 5	sseqtrrid 3990	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ⊆ 𝐼)
7	1, 3, 6	dprdres 19960	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)))
8	7	simpld 494	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶))
9		dprdsubg 19956	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
10	8, 9	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
11		ssun2 4142	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐷 ⊆ (𝐶 ∪ 𝐷)
12	11, 5	sseqtrrid 3990	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ⊆ 𝐼)
13	1, 3, 12	dprdres 19960	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)))
14	13	simpld 494	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷))
15		dprdsubg 19956	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
16	14, 15	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
17		dprdsplit.i	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∩ 𝐷) = ∅)
18		eqid 2729	. . . . . . 7 ⊢ (Cntz‘𝐺) = (Cntz‘𝐺)
19		eqid 2729	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
20	2, 17, 5, 18, 19	dmdprdsplit 19979	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺dom DProd 𝑆 ↔ ((𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶) ∧ 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘(𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ∧ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∩ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) = {(0g‘𝐺)})))
21	1, 20	mpbid 232	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶) ∧ 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘(𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ∧ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∩ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) = {(0g‘𝐺)}))
22	21	simp2d 1143	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘(𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
23		dprdsplit.s	. . . . 5 ⊢ ⊕ = (LSSum‘𝐺)
24	23, 18	lsmsubg 19584	. . . 4 ⊢ (((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘(𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))) → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ∈ (SubGrp‘𝐺))
25	10, 16, 22, 24	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ∈ (SubGrp‘𝐺))
26	5	eleq2d 2814	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↔ 𝑥 ∈ (𝐶 ∪ 𝐷)))
27		elun 4116	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐶 ∪ 𝐷) ↔ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷))
28	26, 27	bitrdi 287	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↔ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷)))
29	28	biimpa 476	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷))
30		fvres 6877	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐶 → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
31	30	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
32	8	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶))
33	2, 6	fssresd 6727	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾ 𝐶):𝐶⟶(SubGrp‘𝐺))
34	33	fdmd 6698	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → dom (𝑆 ↾ 𝐶) = 𝐶)
35	34	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → dom (𝑆 ↾ 𝐶) = 𝐶)
36		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ 𝐶)
37	32, 35, 36	dprdub 19957	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)))
38	31, 37	eqsstrrd 3982	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)))
39	23	lsmub1 19587	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
40	10, 16, 39	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
41	40	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
42	38, 41	sstrd 3957	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
43		fvres 6877	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
44	43	adantl 481	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
45	14	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷))
46	2, 12	fssresd 6727	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾ 𝐷):𝐷⟶(SubGrp‘𝐺))
47	46	fdmd 6698	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → dom (𝑆 ↾ 𝐷) = 𝐷)
48	47	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → dom (𝑆 ↾ 𝐷) = 𝐷)
49		simpr 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝑥 ∈ 𝐷)
50	45, 48, 49	dprdub 19957	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))
51	44, 50	eqsstrrd 3982	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑆‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))
52	23	lsmub2 19588	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
53	10, 16, 52	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
54	53	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
55	51, 54	sstrd 3957	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
56	42, 55	jaodan 959	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷)) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
57	29, 56	syldan 591	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
58	1, 3, 25, 57	dprdlub 19958	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
59	7	simprd 495	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
60	13	simprd 495	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
61		dprdsubg 19956	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
62	1, 61	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
63	23	lsmlub 19594	. . . 4 ⊢ (((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)) ↔ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)))
64	10, 16, 62, 63	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ (𝜑 → (((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)) ↔ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)))
65	59, 60, 64	mpbi2and 712	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
66	58, 65	eqssd 3964	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) = ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 847   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ∪ cun 3912   ∩ cin 3913   ⊆ wss 3914  ∅c0 4296  {csn 4589   class class class wbr 5107  dom cdm 5638   ↾ cres 5640  ⟶wf 6507  ‘cfv 6511  (class class class)co 7387  0_gc0g 17402  SubGrpcsubg 19052  Cntzccntz 19247  LSSumclsm 19564   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-lsm 19566  df-cmn 19712  df-dprd 19927

This theorem is referenced by:  dprdpr  19982  dpjlsm  19986  ablfac1eulem  20004  ablfac1eu  20005  pgpfaclem1  20013