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

Theorem mhmima 18752
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 6042 . . 3 (𝐹𝑋) ⊆ ran 𝐹
2 eqid 2729 . . . . . 6 (Base‘𝑀) = (Base‘𝑀)
3 eqid 2729 . . . . . 6 (Base‘𝑁) = (Base‘𝑁)
42, 3mhmf 18716 . . . . 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 6696 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ran 𝐹 ⊆ (Base‘𝑁))
71, 6sstrid 3958 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹𝑋) ⊆ (Base‘𝑁))
8 eqid 2729 . . . . 5 (0g𝑀) = (0g𝑀)
9 eqid 2729 . . . . 5 (0g𝑁) = (0g𝑁)
108, 9mhm0 18721 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
1110adantr 480 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (𝐹‘(0g𝑀)) = (0g𝑁))
125ffnd 6689 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝐹 Fn (Base‘𝑀))
132submss 18736 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
1413adantl 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑋 ⊆ (Base‘𝑀))
158subm0cl 18738 . . . . 5 (𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
1615adantl 481 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (0g𝑀) ∈ 𝑋)
17 fnfvima 7207 . . . 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 2829 . 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 2730 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑀) = (+g𝑀))
22 eqidd 2730 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → (+g𝑁) = (+g𝑁))
23 eqid 2729 . . . . 5 (+g𝑀) = (+g𝑀)
2423submcl 18739 . . . 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 18751 . 2 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → ∀𝑥 ∈ (𝐹𝑋)∀𝑦 ∈ (𝐹𝑋)(𝑥(+g𝑁)𝑦) ∈ (𝐹𝑋))
27 mhmrcl2 18715 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) → 𝑁 ∈ Mnd)
2827adantr 480 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑀 MndHom 𝑁) ∧ 𝑋 ∈ (SubMnd‘𝑀)) → 𝑁 ∈ Mnd)
29 eqid 2729 . . . 4 (+g𝑁) = (+g𝑁)
303, 9, 29issubm 18730 . . 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 3044  wss 3914  ran crn 5639  cima 5641   Fn wfn 6506  wf 6507  cfv 6511  (class class class)co 7387  Basecbs 17179  +gcplusg 17220  0gc0g 17402  Mndcmnd 18661   MndHom cmhm 18708  SubMndcsubmnd 18709
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 2701  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145
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 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-er 8671  df-map 8801  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-0g 17404  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-mhm 18710  df-submnd 18711
This theorem is referenced by:  rhmima  20513
  Copyright terms: Public domain W3C validator