Theorem dprdsplit 20111

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 6706	. . 3 ⊢ (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
4		ssun1 4133	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐶 ⊆ (𝐶 ∪ 𝐷)
5		dprdsplit.u	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐼 = (𝐶 ∪ 𝐷))
6	4, 5	sseqtrrid 3982	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ⊆ 𝐼)
7	1, 3, 6	dprdres 20091	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)))
8	7	simpld 499	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶))
9		dprdsubg 20087	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
10	8, 9	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
11		ssun2 4134	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐷 ⊆ (𝐶 ∪ 𝐷)
12	11, 5	sseqtrrid 3982	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ⊆ 𝐼)
13	1, 3, 12	dprdres 20091	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)))
14	13	simpld 499	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷))
15		dprdsubg 20087	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
16	14, 15	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
17		dprdsplit.i	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∩ 𝐷) = ∅)
18		eqid 2765	. . . . . . 7 ⊢ (Cntz‘𝐺) = (Cntz‘𝐺)
19		eqid 2765	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
20	2, 17, 5, 18, 19	dmdprdsplit 20110	. . . . . 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 235	. . . . 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 1159	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘(𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
23		dprdsplit.s	. . . . 5 ⊢ ⊕ = (LSSum‘𝐺)
24	23, 18	lsmsubg 19715	. . . 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 1394	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ∈ (SubGrp‘𝐺))
26	5	eleq2d 2851	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↔ 𝑥 ∈ (𝐶 ∪ 𝐷)))
27		elun 4109	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐶 ∪ 𝐷) ↔ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷))
28	26, 27	bitrdi 290	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↔ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷)))
29	28	biimpa 481	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷))
30		fvres 6890	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐶 → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
31	30	adantl 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
32	8	adantr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶))
33	2, 6	fssresd 6735	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾ 𝐶):𝐶⟶(SubGrp‘𝐺))
34	33	fdmd 6706	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → dom (𝑆 ↾ 𝐶) = 𝐶)
35	34	adantr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → dom (𝑆 ↾ 𝐶) = 𝐶)
36		simpr 489	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ 𝐶)
37	32, 35, 36	dprdub 20088	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)))
38	31, 37	eqsstrrd 3974	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)))
39	23	lsmub1 19718	. . . . . . . 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 595	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
41	40	adantr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
42	38, 41	sstrd 3949	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
43		fvres 6890	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐷 → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
44	43	adantl 486	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
45	14	adantr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷))
46	2, 12	fssresd 6735	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾ 𝐷):𝐷⟶(SubGrp‘𝐺))
47	46	fdmd 6706	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → dom (𝑆 ↾ 𝐷) = 𝐷)
48	47	adantr 485	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → dom (𝑆 ↾ 𝐷) = 𝐷)
49		simpr 489	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝑥 ∈ 𝐷)
50	45, 48, 49	dprdub 20088	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))
51	44, 50	eqsstrrd 3974	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑆‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))
52	23	lsmub2 19719	. . . . . . . 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 595	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
54	53	adantr 485	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
55	51, 54	sstrd 3949	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
56	42, 55	jaodan 972	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷)) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
57	29, 56	syldan 602	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
58	1, 3, 25, 57	dprdlub 20089	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
59	7	simprd 500	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
60	13	simprd 500	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
61		dprdsubg 20087	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
62	1, 61	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
63	23	lsmlub 19725	. . . 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 1394	. . 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 724	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
66	58, 65	eqssd 3956	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) = ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   ∨ wo 860   ∧ w3a 1101   = wceq 1563   ∈ wcel 2145   ∪ cun 3905   ∩ cin 3906   ⊆ wss 3907  ∅c0 4288  {csn 4585   class class class wbr 5105  dom cdm 5652   ↾ cres 5654  ⟶wf 6521  ‘cfv 6525  (class class class)co 7400  0_gc0g 17482  SubGrpcsubg 19177  Cntzccntz 19376  LSSumclsm 19695   DProd cdprd 20056

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722  ax-cnex 11144  ax-resscn 11145  ax-1cn 11146  ax-icn 11147  ax-addcl 11148  ax-addrcl 11149  ax-mulcl 11150  ax-mulrcl 11151  ax-mulcom 11152  ax-addass 11153  ax-mulass 11154  ax-distr 11155  ax-i2m1 11156  ax-1ne0 11157  ax-1rid 11158  ax-rnegex 11159  ax-rrecex 11160  ax-cnre 11161  ax-pre-lttri 11162  ax-pre-lttrn 11163  ax-pre-ltadd 11164  ax-pre-mulgt0 11165

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4869  df-int 4909  df-iun 4954  df-iin 4955  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5547  df-eprel 5552  df-po 5560  df-so 5561  df-fr 5605  df-se 5606  df-we 5607  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-pred 6292  df-ord 6353  df-on 6354  df-lim 6355  df-suc 6356  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-isom 6534  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-of 7664  df-om 7851  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8145  df-tpos 8210  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-rdg 8385  df-1o 8441  df-2o 8442  df-er 8682  df-map 8814  df-ixp 8884  df-en 8932  df-dom 8933  df-sdom 8934  df-fin 8935  df-fsupp 9310  df-oi 9460  df-card 9913  df-pnf 11233  df-mnf 11234  df-xr 11235  df-ltxr 11236  df-le 11237  df-sub 11431  df-neg 11432  df-nn 12225  df-2 12294  df-n0 12496  df-z 12583  df-uz 12854  df-fz 13527  df-fzo 13674  df-seq 14029  df-hash 14358  df-sets 17214  df-slot 17232  df-ndx 17244  df-base 17260  df-ress 17281  df-plusg 17313  df-0g 17484  df-gsum 17485  df-mre 17628  df-mrc 17629  df-acs 17631  df-mgm 18688  df-sgrp 18767  df-mnd 18783  df-mhm 18831  df-submnd 18832  df-grp 18993  df-minusg 18994  df-sbg 18995  df-mulg 19125  df-subg 19180  df-ghm 19275  df-gim 19320  df-cntz 19378  df-oppg 19407  df-lsm 19697  df-cmn 19843  df-dprd 20058

This theorem is referenced by:  dprdpr  20113  dpjlsm  20117  ablfac1eulem  20135  ablfac1eu  20136  pgpfaclem1  20144