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

Theorem mhmima 18702
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 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (𝐹 β€œ 𝑋) ∈ (SubMndβ€˜π‘))

Proof of Theorem mhmima
Dummy variables π‘₯ 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imassrn 6068 . . 3 (𝐹 β€œ 𝑋) βŠ† ran 𝐹
2 eqid 2732 . . . . . 6 (Baseβ€˜π‘€) = (Baseβ€˜π‘€)
3 eqid 2732 . . . . . 6 (Baseβ€˜π‘) = (Baseβ€˜π‘)
42, 3mhmf 18673 . . . . 5 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) β†’ 𝐹:(Baseβ€˜π‘€)⟢(Baseβ€˜π‘))
54adantr 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ 𝐹:(Baseβ€˜π‘€)⟢(Baseβ€˜π‘))
65frnd 6722 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ ran 𝐹 βŠ† (Baseβ€˜π‘))
71, 6sstrid 3992 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (𝐹 β€œ 𝑋) βŠ† (Baseβ€˜π‘))
8 eqid 2732 . . . . 5 (0gβ€˜π‘€) = (0gβ€˜π‘€)
9 eqid 2732 . . . . 5 (0gβ€˜π‘) = (0gβ€˜π‘)
108, 9mhm0 18676 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) β†’ (πΉβ€˜(0gβ€˜π‘€)) = (0gβ€˜π‘))
1110adantr 481 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (πΉβ€˜(0gβ€˜π‘€)) = (0gβ€˜π‘))
125ffnd 6715 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ 𝐹 Fn (Baseβ€˜π‘€))
132submss 18686 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€) β†’ 𝑋 βŠ† (Baseβ€˜π‘€))
1413adantl 482 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ 𝑋 βŠ† (Baseβ€˜π‘€))
158subm0cl 18688 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€) β†’ (0gβ€˜π‘€) ∈ 𝑋)
1615adantl 482 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (0gβ€˜π‘€) ∈ 𝑋)
17 fnfvima 7231 . . . 4 ((𝐹 Fn (Baseβ€˜π‘€) ∧ 𝑋 βŠ† (Baseβ€˜π‘€) ∧ (0gβ€˜π‘€) ∈ 𝑋) β†’ (πΉβ€˜(0gβ€˜π‘€)) ∈ (𝐹 β€œ 𝑋))
1812, 14, 16, 17syl3anc 1371 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (πΉβ€˜(0gβ€˜π‘€)) ∈ (𝐹 β€œ 𝑋))
1911, 18eqeltrrd 2834 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (0gβ€˜π‘) ∈ (𝐹 β€œ 𝑋))
20 simpl 483 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ 𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁))
21 eqidd 2733 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (+gβ€˜π‘€) = (+gβ€˜π‘€))
22 eqidd 2733 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (+gβ€˜π‘) = (+gβ€˜π‘))
23 eqid 2732 . . . . 5 (+gβ€˜π‘€) = (+gβ€˜π‘€)
2423submcl 18689 . . . 4 ((𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€) ∧ 𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ (𝑧(+gβ€˜π‘€)π‘₯) ∈ 𝑋)
25243adant1l 1176 . . 3 (((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) ∧ 𝑧 ∈ 𝑋 ∧ π‘₯ ∈ 𝑋) β†’ (𝑧(+gβ€˜π‘€)π‘₯) ∈ 𝑋)
2620, 14, 21, 22, 25mhmimalem 18701 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ βˆ€π‘₯ ∈ (𝐹 β€œ 𝑋)βˆ€π‘¦ ∈ (𝐹 β€œ 𝑋)(π‘₯(+gβ€˜π‘)𝑦) ∈ (𝐹 β€œ 𝑋))
27 mhmrcl2 18672 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) β†’ 𝑁 ∈ Mnd)
2827adantr 481 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ 𝑁 ∈ Mnd)
29 eqid 2732 . . . 4 (+gβ€˜π‘) = (+gβ€˜π‘)
303, 9, 29issubm 18680 . . 3 (𝑁 ∈ Mnd β†’ ((𝐹 β€œ 𝑋) ∈ (SubMndβ€˜π‘) ↔ ((𝐹 β€œ 𝑋) βŠ† (Baseβ€˜π‘) ∧ (0gβ€˜π‘) ∈ (𝐹 β€œ 𝑋) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ (𝐹 β€œ 𝑋)βˆ€π‘¦ ∈ (𝐹 β€œ 𝑋)(π‘₯(+gβ€˜π‘)𝑦) ∈ (𝐹 β€œ 𝑋))))
3128, 30syl 17 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ ((𝐹 β€œ 𝑋) ∈ (SubMndβ€˜π‘) ↔ ((𝐹 β€œ 𝑋) βŠ† (Baseβ€˜π‘) ∧ (0gβ€˜π‘) ∈ (𝐹 β€œ 𝑋) ∧ βˆ€π‘₯ ∈ (𝐹 β€œ 𝑋)βˆ€π‘¦ ∈ (𝐹 β€œ 𝑋)(π‘₯(+gβ€˜π‘)𝑦) ∈ (𝐹 β€œ 𝑋))))
327, 19, 26, 31mpbir3and 1342 1 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMndβ€˜π‘€)) β†’ (𝐹 β€œ 𝑋) ∈ (SubMndβ€˜π‘))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆ€wral 3061   βŠ† wss 3947  ran crn 5676   β€œ cima 5678   Fn wfn 6535  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  Basecbs 17140  +gcplusg 17193  0gc0g 17381  Mndcmnd 18621   MndHom cmhm 18665  SubMndcsubmnd 18666
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8699  df-map 8818  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-0g 17383  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-mhm 18667  df-submnd 18668
This theorem is referenced by:  rhmima  20388
  Copyright terms: Public domain W3C validator