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

Theorem dprdsplit 20244
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.
StepHypRef Expression
1 dprdsplit.1 . . 3 (𝜑 → 𝐺dom DProd 𝑆)
2 dprdsplit.2 . . . 4 (𝜑 → 𝑆:𝐼⟶(SubGrp‘𝐺))
32fdmd 6712 . . 3 (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
4 ssun1 4124 . . . . . . . 8 𝐶 ⊆ (𝐶 ∪ 𝐷)
5 dprdsplit.u . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐼 = (𝐶 ∪ 𝐷))
64, 5sseqtrrid 3974 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐶 ⊆ 𝐼)
71, 3, 6dprdres 20224 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)))
87simpld 500 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶))
9 dprdsubg 20220 . . . . 5 (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
108, 9syl 18 . . . 4 (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
11 ssun2 4125 . . . . . . . 8 𝐷 ⊆ (𝐶 ∪ 𝐷)
1211, 5sseqtrrid 3974 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐷 ⊆ 𝐼)
131, 3, 12dprdres 20224 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷) ∧ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆)))
1413simpld 500 . . . . 5 (𝜑 → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷))
15 dprdsubg 20220 . . . . 5 (𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
1614, 15syl 18 . . . 4 (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
17 dprdsplit.i . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐶 ∩ 𝐷) = ∅)
18 eqid 2761 . . . . . . 7 (Cntz‘𝐺) = (Cntz‘𝐺)
19 eqid 2761 . . . . . . 7 (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
202, 17, 5, 18, 19dmdprdsplit 20243 . . . . . 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)})))
211, 20mpbid 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)}))
2221simp2d 1161 . . . 4 (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘(𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
23 dprdsplit.s . . . . 5 ⊕ = (LSSum‘𝐺)
2423, 18lsmsubg 19848 . . . 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))
2510, 16, 22, 24syl3anc 1398 . . 3 (𝜑 → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ∈ (SubGrp‘𝐺))
265eleq2d 2847 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↔ 𝑥 ∈ (𝐶 ∪ 𝐷)))
27 elun 4100 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (𝐶 ∪ 𝐷) ↔ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷))
2826, 27bitrdi 290 . . . . 5 (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↔ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷)))
2928biimpa 482 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷))
30 fvres 6896 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ 𝐶 → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
3130adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
328adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐶))
332, 6fssresd 6741 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑆 ↾ 𝐶):𝐶⟶(SubGrp‘𝐺))
3433fdmd 6712 . . . . . . . . 9 (𝜑 → dom (𝑆 ↾ 𝐶) = 𝐶)
3534adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → dom (𝑆 ↾ 𝐶) = 𝐶)
36 simpr 490 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → 𝑥 ∈ 𝐶)
3732, 35, 36dprdub 20221 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → ((𝑆 ↾ 𝐶)‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)))
3831, 37eqsstrrd 3966 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)))
3923lsmub1 19851 . . . . . . . 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))))
4010, 16, 39syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
4140adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
4238, 41sstrd 3941 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐶) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
43 fvres 6896 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ 𝐷 → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
4443adantl 487 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) = (𝑆‘𝑥))
4514adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝐺dom DProd (𝑆 ↾ 𝐷))
462, 12fssresd 6741 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑆 ↾ 𝐷):𝐷⟶(SubGrp‘𝐺))
4746fdmd 6712 . . . . . . . . 9 (𝜑 → dom (𝑆 ↾ 𝐷) = 𝐷)
4847adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → dom (𝑆 ↾ 𝐷) = 𝐷)
49 simpr 490 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → 𝑥 ∈ 𝐷)
5045, 48, 49dprdub 20221 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑆 ↾ 𝐷)‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))
5144, 50eqsstrrd 3966 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑆‘𝑥) ⊆ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)))
5223lsmub2 19852 . . . . . . . 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))))
5310, 16, 52syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
5453adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
5551, 54sstrd 3941 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
5642, 55jaodan 972 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐶 ∨ 𝑥 ∈ 𝐷)) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
5729, 56syldan 603 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑥) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
581, 3, 25, 57dprdlub 20222 . 2 (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
597simprd 501 . . 3 (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
6013simprd 501 . . 3 (𝜑 → (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷)) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
61 dprdsubg 20220 . . . . 5 (𝐺dom DProd 𝑆 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
621, 61syl 18 . . . 4 (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ∈ (SubGrp‘𝐺))
6323lsmlub 19858 . . . 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)))
6410, 16, 62, 63syl3anc 1398 . . 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)))
6559, 60, 64mpbi2and 725 . 2 (𝜑 → ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))) ⊆ (𝐺 DProd 𝑆))
6658, 65eqssd 3948 1 (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) = ((𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐶)) ⊕ (𝐺 DProd (𝑆 ↾ 𝐷))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  {csn 4584   class class class wbr 5103  dom cdm 5651   ↾ cres 5653  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412  0gc0g 17590  SubGrpcsubg 19310  Cntzccntz 19509  LSSumclsm 19828   DProd cdprd 20189
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-tpos 8227  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-er 8701  df-map 8833  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-nn 12317  df-2 12386  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-seq 14125  df-hash 14455  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-acs 17739  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-mhm 18958  df-submnd 18959  df-grp 19127  df-minusg 19128  df-sbg 19129  df-mulg 19258  df-subg 19313  df-ghm 19408  df-gim 19453  df-cntz 19511  df-oppg 19540  df-lsm 19830  df-cmn 19976  df-dprd 20191
This theorem is used by:  dprdpr  20246  dpjlsm  20250  ablfac1eulem  20268  ablfac1eu  20269  pgpfaclem1  20277
  Copyright terms: Public domain W3C validator