MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pgpfac1lem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pgpfac1lem1 20006
Description: Lemma for pgpfac1 20012. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
pgpfac1.k 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
pgpfac1.s 𝑆 = (𝐾‘{𝐴})
pgpfac1.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
pgpfac1.o 𝑂 = (od‘𝐺)
pgpfac1.e 𝐸 = (gEx‘𝐺)
pgpfac1.z 0 = (0g𝐺)
pgpfac1.l = (LSSum‘𝐺)
pgpfac1.p (𝜑𝑃 pGrp 𝐺)
pgpfac1.g (𝜑𝐺 ∈ Abel)
pgpfac1.n (𝜑𝐵 ∈ Fin)
pgpfac1.oe (𝜑 → (𝑂𝐴) = 𝐸)
pgpfac1.u (𝜑𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
pgpfac1.au (𝜑𝐴𝑈)
pgpfac1.w (𝜑𝑊 ∈ (SubGrp‘𝐺))
pgpfac1.i (𝜑 → (𝑆𝑊) = { 0 })
pgpfac1.ss (𝜑 → (𝑆 𝑊) ⊆ 𝑈)
pgpfac1.2 (𝜑 → ∀𝑤 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑤𝑈𝐴𝑤) → ¬ (𝑆 𝑊) ⊊ 𝑤))
Assertion
Ref Expression
pgpfac1lem1 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) = 𝑈)
Distinct variable groups:   𝑤,𝐴   𝑤,   𝑤,𝑃   𝑤,𝐺   𝑤,𝑈   𝑤,𝐶   𝑤,𝑆   𝑤,𝑊   𝜑,𝑤   𝑤,𝐾
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑤)   𝐸(𝑤)   𝑂(𝑤)   0 (𝑤)

Proof of Theorem pgpfac1lem1
StepHypRef Expression
1 pgpfac1.ss . . . 4 (𝜑 → (𝑆 𝑊) ⊆ 𝑈)
21adantr 480 . . 3 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (𝑆 𝑊) ⊆ 𝑈)
3 pgpfac1.g . . . . . 6 (𝜑𝐺 ∈ Abel)
4 ablgrp 19715 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Abel → 𝐺 ∈ Grp)
5 pgpfac1.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝐺)
65subgacs 19093 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Grp → (SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘𝐵))
7 acsmre 17613 . . . . . 6 ((SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘𝐵) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘𝐵))
83, 4, 6, 74syl 19 . . . . 5 (𝜑 → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘𝐵))
98adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘𝐵))
10 eldifi 4094 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊)) → 𝐶𝑈)
1110adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → 𝐶𝑈)
1211snssd 4773 . . . 4 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → {𝐶} ⊆ 𝑈)
13 pgpfac1.u . . . . 5 (𝜑𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
1413adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
15 pgpfac1.k . . . . 5 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
1615mrcsscl 17581 . . . 4 (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘𝐵) ∧ {𝐶} ⊆ 𝑈𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐾‘{𝐶}) ⊆ 𝑈)
179, 12, 14, 16syl3anc 1373 . . 3 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (𝐾‘{𝐶}) ⊆ 𝑈)
18 pgpfac1.s . . . . . . 7 𝑆 = (𝐾‘{𝐴})
195subgss 19059 . . . . . . . . . 10 (𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑈𝐵)
2013, 19syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑈𝐵)
21 pgpfac1.au . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴𝑈)
2220, 21sseldd 3947 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴𝐵)
2315mrcsncl 17573 . . . . . . . 8 (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘𝐵) ∧ 𝐴𝐵) → (𝐾‘{𝐴}) ∈ (SubGrp‘𝐺))
248, 22, 23syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐾‘{𝐴}) ∈ (SubGrp‘𝐺))
2518, 24eqeltrid 2832 . . . . . 6 (𝜑𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
26 pgpfac1.w . . . . . 6 (𝜑𝑊 ∈ (SubGrp‘𝐺))
27 pgpfac1.l . . . . . . 7 = (LSSum‘𝐺)
2827lsmsubg2 19789 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Abel ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑊 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑆 𝑊) ∈ (SubGrp‘𝐺))
293, 25, 26, 28syl3anc 1373 . . . . 5 (𝜑 → (𝑆 𝑊) ∈ (SubGrp‘𝐺))
3029adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (𝑆 𝑊) ∈ (SubGrp‘𝐺))
3120sselda 3946 . . . . . 6 ((𝜑𝐶𝑈) → 𝐶𝐵)
3210, 31sylan2 593 . . . . 5 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → 𝐶𝐵)
3315mrcsncl 17573 . . . . 5 (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘𝐵) ∧ 𝐶𝐵) → (𝐾‘{𝐶}) ∈ (SubGrp‘𝐺))
349, 32, 33syl2anc 584 . . . 4 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (𝐾‘{𝐶}) ∈ (SubGrp‘𝐺))
3527lsmlub 19594 . . . 4 (((𝑆 𝑊) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐾‘{𝐶}) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (((𝑆 𝑊) ⊆ 𝑈 ∧ (𝐾‘{𝐶}) ⊆ 𝑈) ↔ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊆ 𝑈))
3630, 34, 14, 35syl3anc 1373 . . 3 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (((𝑆 𝑊) ⊆ 𝑈 ∧ (𝐾‘{𝐶}) ⊆ 𝑈) ↔ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊆ 𝑈))
372, 17, 36mpbi2and 712 . 2 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊆ 𝑈)
3827lsmub1 19587 . . . . . 6 (((𝑆 𝑊) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐾‘{𝐶}) ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑆 𝑊) ⊆ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))
3930, 34, 38syl2anc 584 . . . . 5 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (𝑆 𝑊) ⊆ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))
4027lsmub2 19588 . . . . . . 7 (((𝑆 𝑊) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐾‘{𝐶}) ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐾‘{𝐶}) ⊆ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))
4130, 34, 40syl2anc 584 . . . . . 6 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (𝐾‘{𝐶}) ⊆ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))
4232snssd 4773 . . . . . . . 8 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → {𝐶} ⊆ 𝐵)
439, 15, 42mrcssidd 17586 . . . . . . 7 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → {𝐶} ⊆ (𝐾‘{𝐶}))
44 snssg 4747 . . . . . . . 8 (𝐶𝐵 → (𝐶 ∈ (𝐾‘{𝐶}) ↔ {𝐶} ⊆ (𝐾‘{𝐶})))
4532, 44syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (𝐶 ∈ (𝐾‘{𝐶}) ↔ {𝐶} ⊆ (𝐾‘{𝐶})))
4643, 45mpbird 257 . . . . . 6 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → 𝐶 ∈ (𝐾‘{𝐶}))
4741, 46sseldd 3947 . . . . 5 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → 𝐶 ∈ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))
48 eldifn 4095 . . . . . 6 (𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊)) → ¬ 𝐶 ∈ (𝑆 𝑊))
4948adantl 481 . . . . 5 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → ¬ 𝐶 ∈ (𝑆 𝑊))
5039, 47, 49ssnelpssd 4078 . . . 4 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (𝑆 𝑊) ⊊ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))
5127lsmub1 19587 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑊 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 ⊆ (𝑆 𝑊))
5225, 26, 51syl2anc 584 . . . . . . . 8 (𝜑𝑆 ⊆ (𝑆 𝑊))
5322snssd 4773 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → {𝐴} ⊆ 𝐵)
548, 15, 53mrcssidd 17586 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → {𝐴} ⊆ (𝐾‘{𝐴}))
5554, 18sseqtrrdi 3988 . . . . . . . . 9 (𝜑 → {𝐴} ⊆ 𝑆)
56 snssg 4747 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑈 → (𝐴𝑆 ↔ {𝐴} ⊆ 𝑆))
5721, 56syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴𝑆 ↔ {𝐴} ⊆ 𝑆))
5855, 57mpbird 257 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴𝑆)
5952, 58sseldd 3947 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ (𝑆 𝑊))
6059adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → 𝐴 ∈ (𝑆 𝑊))
6139, 60sseldd 3947 . . . . 5 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → 𝐴 ∈ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))
62 psseq1 4053 . . . . . . . 8 (𝑤 = ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) → (𝑤𝑈 ↔ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊊ 𝑈))
63 eleq2 2817 . . . . . . . 8 (𝑤 = ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) → (𝐴𝑤𝐴 ∈ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶}))))
6462, 63anbi12d 632 . . . . . . 7 (𝑤 = ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) → ((𝑤𝑈𝐴𝑤) ↔ (((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊊ 𝑈𝐴 ∈ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))))
65 psseq2 4054 . . . . . . . 8 (𝑤 = ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) → ((𝑆 𝑊) ⊊ 𝑤 ↔ (𝑆 𝑊) ⊊ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶}))))
6665notbid 318 . . . . . . 7 (𝑤 = ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) → (¬ (𝑆 𝑊) ⊊ 𝑤 ↔ ¬ (𝑆 𝑊) ⊊ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶}))))
6764, 66imbi12d 344 . . . . . 6 (𝑤 = ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) → (((𝑤𝑈𝐴𝑤) → ¬ (𝑆 𝑊) ⊊ 𝑤) ↔ ((((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊊ 𝑈𝐴 ∈ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶}))) → ¬ (𝑆 𝑊) ⊊ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})))))
68 pgpfac1.2 . . . . . . 7 (𝜑 → ∀𝑤 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑤𝑈𝐴𝑤) → ¬ (𝑆 𝑊) ⊊ 𝑤))
6968adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → ∀𝑤 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑤𝑈𝐴𝑤) → ¬ (𝑆 𝑊) ⊊ 𝑤))
703adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → 𝐺 ∈ Abel)
7127lsmsubg2 19789 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Abel ∧ (𝑆 𝑊) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ (𝐾‘{𝐶}) ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ∈ (SubGrp‘𝐺))
7270, 30, 34, 71syl3anc 1373 . . . . . 6 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ∈ (SubGrp‘𝐺))
7367, 69, 72rspcdva 3589 . . . . 5 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → ((((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊊ 𝑈𝐴 ∈ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶}))) → ¬ (𝑆 𝑊) ⊊ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶}))))
7461, 73mpan2d 694 . . . 4 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊊ 𝑈 → ¬ (𝑆 𝑊) ⊊ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶}))))
7550, 74mt2d 136 . . 3 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → ¬ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊊ 𝑈)
76 npss 4076 . . 3 (¬ ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊊ 𝑈 ↔ (((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊆ 𝑈 → ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) = 𝑈))
7775, 76sylib 218 . 2 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → (((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) ⊆ 𝑈 → ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) = 𝑈))
7837, 77mpd 15 1 ((𝜑𝐶 ∈ (𝑈 ∖ (𝑆 𝑊))) → ((𝑆 𝑊) (𝐾‘{𝐶})) = 𝑈)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3044  cdif 3911  cin 3913  wss 3914  wpss 3915  {csn 4589   class class class wbr 5107  cfv 6511  (class class class)co 7387  Fincfn 8918  Basecbs 17179  0gc0g 17402  Moorecmre 17543  mrClscmrc 17544  ACScacs 17546  Grpcgrp 18865  SubGrpcsubg 19052  odcod 19454  gExcgex 19455   pGrp cpgp 19456  LSSumclsm 19564  Abelcabl 19711
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-rep 5234  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-int 4911  df-iun 4957  df-iin 4958  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-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-1o 8434  df-2o 8435  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-fin 8922  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-mre 17547  df-mrc 17548  df-acs 17550  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-submnd 18711  df-grp 18868  df-minusg 18869  df-subg 19055  df-cntz 19249  df-lsm 19566  df-cmn 19712  df-abl 19713
This theorem is referenced by:  pgpfac1lem2  20007  pgpfac1lem3  20009
  Copyright terms: Public domain W3C validator