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 ∈ (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 6068 . . 3 (𝐹𝑋) ⊆ ran 𝐹
2 eqid 2732 . . . . . 6 (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
3 eqid 2732 . . . . . 6 (Base‘𝑁) = (Base‘𝑁)
42, 3mhmf 18673 . . . . 5 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → 𝐹:(Base‘𝑀)⟶(Base‘𝑁))
54adantr 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹:(Base‘𝑀)⟶(Base‘𝑁))
65frnd 6722 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ran 𝐹 ⊆ (Base‘𝑁))
71, 6sstrid 3992 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹𝑋) ⊆ (Base‘𝑁))
8 eqid 2732 . . . . 5 (0g𝑀) = (0g𝑀)
9 eqid 2732 . . . . 5 (0g𝑁) = (0g𝑁)
108, 9mhm0 18676 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
1110adantr 481 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
125ffnd 6715 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹 Fn (Base‘𝑀))
132submss 18686 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
1413adantl 482 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
158subm0cl 18688 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
1615adantl 482 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
17 fnfvima 7231 . . . 4 ((𝐹 Fn (Base‘𝑀) ∧ 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀) ∧ (0g𝑀) ∈ 𝑋) → (𝐹‘(0g𝑀)) ∈ (𝐹𝑋))
1812, 14, 16, 17syl3anc 1371 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) ∈ (𝐹𝑋))
1911, 18eqeltrrd 2834 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (0g𝑁) ∈ (𝐹𝑋))
20 simpl 483 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁))
21 eqidd 2733 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑀) = (+g𝑀))
22 eqidd 2733 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑁) = (+g𝑁))
23 eqid 2732 . . . . 5 (+g𝑀) = (+g𝑀)
2423submcl 18689 . . . 4 ((𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) ∧ 𝑧𝑋𝑥𝑋) → (𝑧(+g𝑀)𝑥) ∈ 𝑋)
25243adant1l 1176 . . 3 (((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) ∧ 𝑧𝑋𝑥𝑋) → (𝑧(+g𝑀)𝑥) ∈ 𝑋)
2620, 14, 21, 22, 25mhmimalem 18701 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ∀𝑥 ∈ (𝐹𝑋)∀𝑦 ∈ (𝐹𝑋)(𝑥(+g𝑁)𝑦) ∈ (𝐹𝑋))
27 mhmrcl2 18672 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → 𝑁 ∈ Mnd)
2827adantr 481 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑁 ∈ Mnd)
29 eqid 2732 . . . 4 (+g𝑁) = (+g𝑁)
303, 9, 29issubm 18680 . . 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 1342 1 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹𝑋) ∈ (SubMnd‘𝑁))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wral 3061  wss 3947  ran crn 5676  cima 5678   Fn wfn 6535  wf 6536  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