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

Theorem mhmima 18762
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 6038 . . 3 (𝐹𝑋) ⊆ ran 𝐹
2 eqid 2737 . . . . . 6 (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
3 eqid 2737 . . . . . 6 (Base‘𝑁) = (Base‘𝑁)
42, 3mhmf 18726 . . . . 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 6678 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ran 𝐹 ⊆ (Base‘𝑁))
71, 6sstrid 3947 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹𝑋) ⊆ (Base‘𝑁))
8 eqid 2737 . . . . 5 (0g𝑀) = (0g𝑀)
9 eqid 2737 . . . . 5 (0g𝑁) = (0g𝑁)
108, 9mhm0 18731 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
1110adantr 480 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
125ffnd 6671 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹 Fn (Base‘𝑀))
132submss 18746 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
1413adantl 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
158subm0cl 18748 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
1615adantl 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
17 fnfvima 7189 . . . 4 ((𝐹 Fn (Base‘𝑀) ∧ 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀) ∧ (0g𝑀) ∈ 𝑋) → (𝐹‘(0g𝑀)) ∈ (𝐹𝑋))
1812, 14, 16, 17syl3anc 1374 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) ∈ (𝐹𝑋))
1911, 18eqeltrrd 2838 . 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 2738 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑀) = (+g𝑀))
22 eqidd 2738 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑁) = (+g𝑁))
23 eqid 2737 . . . . 5 (+g𝑀) = (+g𝑀)
2423submcl 18749 . . . 4 ((𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ 𝑧𝑋𝑥𝑋) → (𝑧(+g𝑀)𝑥) ∈ 𝑋)
25243adant1l 1178 . . 3 (((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) ∧ 𝑧𝑋𝑥𝑋) → (𝑧(+g𝑀)𝑥) ∈ 𝑋)
2620, 14, 21, 22, 25mhmimalem 18761 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ∀𝑥 ∈ (𝐹𝑋)∀𝑦 ∈ (𝐹𝑋)(𝑥(+g𝑁)𝑦) ∈ (𝐹𝑋))
27 mhmrcl2 18725 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → 𝑁 ∈ Mnd)
2827adantr 480 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑁 ∈ Mnd)
29 eqid 2737 . . . 4 (+g𝑁) = (+g𝑁)
303, 9, 29issubm 18740 . . 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 1344 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 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wral 3052  wss 3903  ran crn 5633  cima 5635   Fn wfn 6495  wf 6496  cfv 6500  (class class class)co 7368  Basecbs 17148  +gcplusg 17189  0gc0g 17371  Mndcmnd 18671   MndHom cmhm 18718  SubMndcsubmnd 18719
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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-er 8645  df-map 8777  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-0g 17373  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-mhm 18720  df-submnd 18721
This theorem is referenced by:  rhmima  20549
  Copyright terms: Public domain W3C validator