Theorem dprdsplit 19566

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 6595	. . 3 ⊢ (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
4		ssun1 4102	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐶 ⊆ (𝐶 ∪ 𝐷)
5		dprdsplit.u	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐼 = (𝐶 ∪ 𝐷))
6	4, 5	sseqtrrid 3970	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ⊆ 𝐼)
7	1, 3, 6	dprdres 19546	. . . . . 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 19542	. . . . 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 4103	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐷 ⊆ (𝐶 ∪ 𝐷)
12	11, 5	sseqtrrid 3970	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ⊆ 𝐼)
13	1, 3, 12	dprdres 19546	. . . . . 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 19542	. . . . 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 2738	. . . . . . 7 ⊢ (Cntz‘𝐺) = (Cntz‘𝐺)
19		eqid 2738	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
20	2, 17, 5, 18, 19	dmdprdsplit 19565	. . . . . 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 231	. . . . 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 1141	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘(𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
23		dprdsplit.s	. . . . 5 ⊢ ⊕ = (LSSum‘𝐺)
24	23, 18	lsmsubg 19174	. . . 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 1369	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ∈ (SubGrp‘𝐺))
26	5	eleq2d 2824	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↔ 𝑥 ∈ (𝐶 ∪ 𝐷)))
27		elun 4079	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ (𝐶 ∪ 𝐷) ↔ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷))
28	26, 27	bitrdi 286	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↔ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷)))
29	28	biimpa 476	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷))
30		fvres 6775	. . . . . . . 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 6625	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾ 𝐶):𝐶⟶(SubGrp‘𝐺))
34	33	fdmd 6595	. . . . . . . . 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 19543	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)))
38	31, 37	eqsstrrd 3956	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)))
39	23	lsmub1 19177	. . . . . . . 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 583	. . . . . . 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 3927	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
43		fvres 6775	. . . . . . . 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 6625	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾ 𝐷):𝐷⟶(SubGrp‘𝐺))
47	46	fdmd 6595	. . . . . . . . 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 19543	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))
51	44, 50	eqsstrrd 3956	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑆‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))
52	23	lsmub2 19178	. . . . . . . 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 583	. . . . . . 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 3927	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
56	42, 55	jaodan 954	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷)) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
57	29, 56	syldan 590	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
58	1, 3, 25, 57	dprdlub 19544	. 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 19542	. . . . 5 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
62	1, 61	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
63	23	lsmlub 19185	. . . 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 1369	. . 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 708	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
66	58, 65	eqssd 3934	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) = ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∨ wo 843   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108   ∪ cun 3881   ∩ cin 3882   ⊆ wss 3883  ∅c0 4253  {csn 4558   class class class wbr 5070  dom cdm 5580   ↾ cres 5582  ⟶wf 6414  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255  0_gc0g 17067  SubGrpcsubg 18664  Cntzccntz 18836  LSSumclsm 19154   DProd cdprd 19511

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rmo 3071  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-int 4877  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-se 5536  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-isom 6427  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-of 7511  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-supp 7949  df-tpos 8013  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-er 8456  df-map 8575  df-ixp 8644  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-fsupp 9059  df-oi 9199  df-card 9628  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-n0 12164  df-z 12250  df-uz 12512  df-fz 13169  df-fzo 13312  df-seq 13650  df-hash 13973  df-sets 16793  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-ress 16868  df-plusg 16901  df-0g 17069  df-gsum 17070  df-mre 17212  df-mrc 17213  df-acs 17215  df-mgm 18241  df-sgrp 18290  df-mnd 18301  df-mhm 18345  df-submnd 18346  df-grp 18495  df-minusg 18496  df-sbg 18497  df-mulg 18616  df-subg 18667  df-ghm 18747  df-gim 18790  df-cntz 18838  df-oppg 18865  df-lsm 19156  df-cmn 19303  df-dprd 19513

This theorem is referenced by:  dprdpr  19568  dpjlsm  19572  ablfac1eulem  19590  ablfac1eu  19591  pgpfaclem1  19599