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

Theorem mhmima 18759
Description: The homomorphic image of a submonoid is a submonoid. (Contributed by Mario Carneiro, 10-Mar-2015.) (Proof shortened by AV, 8-Mar-2025.)
Assertion
Ref Expression
mhmima ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹𝑋) ∈ (SubMnd‘𝑁))

Proof of Theorem mhmima
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imassrn 6045 . . 3 (𝐹𝑋) ⊆ ran 𝐹
2 eqid 2730 . . . . . 6 (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
3 eqid 2730 . . . . . 6 (Base‘𝑁) = (Base‘𝑁)
42, 3mhmf 18723 . . . . 5 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → 𝐹:(Base‘𝑀)⟶(Base‘𝑁))
54adantr 480 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹:(Base‘𝑀)⟶(Base‘𝑁))
65frnd 6699 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ran 𝐹 ⊆ (Base‘𝑁))
71, 6sstrid 3961 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹𝑋) ⊆ (Base‘𝑁))
8 eqid 2730 . . . . 5 (0g𝑀) = (0g𝑀)
9 eqid 2730 . . . . 5 (0g𝑁) = (0g𝑁)
108, 9mhm0 18728 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
1110adantr 480 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
125ffnd 6692 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹 Fn (Base‘𝑀))
132submss 18743 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
1413adantl 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
158subm0cl 18745 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
1615adantl 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
17 fnfvima 7210 . . . 4 ((𝐹 Fn (Base‘𝑀) ∧ 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀) ∧ (0g𝑀) ∈ 𝑋) → (𝐹‘(0g𝑀)) ∈ (𝐹𝑋))
1812, 14, 16, 17syl3anc 1373 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) ∈ (𝐹𝑋))
1911, 18eqeltrrd 2830 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (0g𝑁) ∈ (𝐹𝑋))
20 simpl 482 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁))
21 eqidd 2731 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑀) = (+g𝑀))
22 eqidd 2731 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑁) = (+g𝑁))
23 eqid 2730 . . . . 5 (+g𝑀) = (+g𝑀)
2423submcl 18746 . . . 4 ((𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ 𝑧𝑋𝑥𝑋) → (𝑧(+g𝑀)𝑥) ∈ 𝑋)
25243adant1l 1177 . . 3 (((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) ∧ 𝑧𝑋𝑥𝑋) → (𝑧(+g𝑀)𝑥) ∈ 𝑋)
2620, 14, 21, 22, 25mhmimalem 18758 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ∀𝑥 ∈ (𝐹𝑋)∀𝑦 ∈ (𝐹𝑋)(𝑥(+g𝑁)𝑦) ∈ (𝐹𝑋))
27 mhmrcl2 18722 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → 𝑁 ∈ Mnd)
2827adantr 480 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑁 ∈ Mnd)
29 eqid 2730 . . . 4 (+g𝑁) = (+g𝑁)
303, 9, 29issubm 18737 . . 3 (𝑁 ∈ Mnd → ((𝐹𝑋) ∈ (SubMnd‘𝑁) ↔ ((𝐹𝑋) ⊆ (Base‘𝑁) ∧ (0g𝑁) ∈ (𝐹𝑋) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐹𝑋)∀𝑦 ∈ (𝐹𝑋)(𝑥(+g𝑁)𝑦) ∈ (𝐹𝑋))))
3128, 30syl 17 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ((𝐹𝑋) ∈ (SubMnd‘𝑁) ↔ ((𝐹𝑋) ⊆ (Base‘𝑁) ∧ (0g𝑁) ∈ (𝐹𝑋) ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐹𝑋)∀𝑦 ∈ (𝐹𝑋)(𝑥(+g𝑁)𝑦) ∈ (𝐹𝑋))))
327, 19, 26, 31mpbir3and 1343 1 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹𝑋) ∈ (SubMnd‘𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3045  wss 3917  ran crn 5642  cima 5644   Fn wfn 6509  wf 6510  cfv 6514  (class class class)co 7390  Basecbs 17186  +gcplusg 17227  0gc0g 17409  Mndcmnd 18668   MndHom cmhm 18715  SubMndcsubmnd 18716
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 2702  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152
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 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-om 7846  df-2nd 7972  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-er 8674  df-map 8804  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-nn 12194  df-2 12256  df-sets 17141  df-slot 17159  df-ndx 17171  df-base 17187  df-ress 17208  df-plusg 17240  df-0g 17411  df-mgm 18574  df-sgrp 18653  df-mnd 18669  df-mhm 18717  df-submnd 18718
This theorem is referenced by:  rhmima  20520
  Copyright terms: Public domain W3C validator