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

Theorem mhmima 18850
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 6090 . . 3 (𝐹𝑋) ⊆ ran 𝐹
2 eqid 2734 . . . . . 6 (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
3 eqid 2734 . . . . . 6 (Base‘𝑁) = (Base‘𝑁)
42, 3mhmf 18814 . . . . 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 6744 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ran 𝐹 ⊆ (Base‘𝑁))
71, 6sstrid 4006 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹𝑋) ⊆ (Base‘𝑁))
8 eqid 2734 . . . . 5 (0g𝑀) = (0g𝑀)
9 eqid 2734 . . . . 5 (0g𝑁) = (0g𝑁)
108, 9mhm0 18819 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
1110adantr 480 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
125ffnd 6737 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹 Fn (Base‘𝑀))
132submss 18834 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
1413adantl 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
158subm0cl 18836 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
1615adantl 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
17 fnfvima 7252 . . . 4 ((𝐹 Fn (Base‘𝑀) ∧ 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀) ∧ (0g𝑀) ∈ 𝑋) → (𝐹‘(0g𝑀)) ∈ (𝐹𝑋))
1812, 14, 16, 17syl3anc 1370 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) ∈ (𝐹𝑋))
1911, 18eqeltrrd 2839 . 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 2735 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑀) = (+g𝑀))
22 eqidd 2735 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑁) = (+g𝑁))
23 eqid 2734 . . . . 5 (+g𝑀) = (+g𝑀)
2423submcl 18837 . . . 4 ((𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ 𝑧𝑋𝑥𝑋) → (𝑧(+g𝑀)𝑥) ∈ 𝑋)
25243adant1l 1175 . . 3 (((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) ∧ 𝑧𝑋𝑥𝑋) → (𝑧(+g𝑀)𝑥) ∈ 𝑋)
2620, 14, 21, 22, 25mhmimalem 18849 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ∀𝑥 ∈ (𝐹𝑋)∀𝑦 ∈ (𝐹𝑋)(𝑥(+g𝑁)𝑦) ∈ (𝐹𝑋))
27 mhmrcl2 18813 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → 𝑁 ∈ Mnd)
2827adantr 480 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑁 ∈ Mnd)
29 eqid 2734 . . . 4 (+g𝑁) = (+g𝑁)
303, 9, 29issubm 18828 . . 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 1341 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 1536  wcel 2105  wral 3058  wss 3962  ran crn 5689  cima 5691   Fn wfn 6557  wf 6558  cfv 6562  (class class class)co 7430  Basecbs 17244  +gcplusg 17297  0gc0g 17485  Mndcmnd 18759   MndHom cmhm 18806  SubMndcsubmnd 18807
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4912  df-iun 4997  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7887  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-er 8743  df-map 8866  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-nn 12264  df-2 12326  df-sets 17197  df-slot 17215  df-ndx 17227  df-base 17245  df-ress 17274  df-plusg 17310  df-0g 17487  df-mgm 18665  df-sgrp 18744  df-mnd 18760  df-mhm 18808  df-submnd 18809
This theorem is referenced by:  rhmima  20620
  Copyright terms: Public domain W3C validator