MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pgpfaclem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pgpfaclem1 20042
Description: Lemma for pgpfac 20045. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Apr-2016.) (Revised by Mario Carneiro, 3-May-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
pgpfac.b 𝐡 = (Baseβ€˜πΊ)
pgpfac.c 𝐢 = {π‘Ÿ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∣ (𝐺 β†Ύs π‘Ÿ) ∈ (CycGrp ∩ ran pGrp )}
pgpfac.g (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ Abel)
pgpfac.p (πœ‘ β†’ 𝑃 pGrp 𝐺)
pgpfac.f (πœ‘ β†’ 𝐡 ∈ Fin)
pgpfac.u (πœ‘ β†’ π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
pgpfac.a (πœ‘ β†’ βˆ€π‘‘ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ)(𝑑 ⊊ π‘ˆ β†’ βˆƒπ‘  ∈ Word 𝐢(𝐺dom DProd 𝑠 ∧ (𝐺 DProd 𝑠) = 𝑑)))
pgpfac.h 𝐻 = (𝐺 β†Ύs π‘ˆ)
pgpfac.k 𝐾 = (mrClsβ€˜(SubGrpβ€˜π»))
pgpfac.o 𝑂 = (odβ€˜π»)
pgpfac.e 𝐸 = (gExβ€˜π»)
pgpfac.0 0 = (0gβ€˜π»)
pgpfac.l βŠ• = (LSSumβ€˜π»)
pgpfac.1 (πœ‘ β†’ 𝐸 β‰  1)
pgpfac.x (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ π‘ˆ)
pgpfac.oe (πœ‘ β†’ (π‘‚β€˜π‘‹) = 𝐸)
pgpfac.w (πœ‘ β†’ π‘Š ∈ (SubGrpβ€˜π»))
pgpfac.i (πœ‘ β†’ ((πΎβ€˜{𝑋}) ∩ π‘Š) = { 0 })
pgpfac.s (πœ‘ β†’ ((πΎβ€˜{𝑋}) βŠ• π‘Š) = π‘ˆ)
pgpfac.2 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ Word 𝐢)
pgpfac.4 (πœ‘ β†’ 𝐺dom DProd 𝑆)
pgpfac.5 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd 𝑆) = π‘Š)
pgpfac.t 𝑇 = (𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)
Assertion
Ref Expression
pgpfaclem1 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘  ∈ Word 𝐢(𝐺dom DProd 𝑠 ∧ (𝐺 DProd 𝑠) = π‘ˆ))
Distinct variable groups:   𝑑,𝑠,𝐢   𝑠,π‘Ÿ,𝑑,𝐺   𝐾,π‘Ÿ,𝑠   πœ‘,𝑑   𝐡,𝑠,𝑑   π‘ˆ,π‘Ÿ,𝑠,𝑑   π‘Š,𝑠,𝑑   𝑋,π‘Ÿ,𝑠   𝑇,𝑠
Allowed substitution hints:   πœ‘(𝑠,π‘Ÿ)   𝐡(π‘Ÿ)   𝐢(π‘Ÿ)   𝑃(𝑑,𝑠,π‘Ÿ)   βŠ• (𝑑,𝑠,π‘Ÿ)   𝑆(𝑑,𝑠,π‘Ÿ)   𝑇(𝑑,π‘Ÿ)   𝐸(𝑑,𝑠,π‘Ÿ)   𝐻(𝑑,𝑠,π‘Ÿ)   𝐾(𝑑)   𝑂(𝑑,𝑠,π‘Ÿ)   π‘Š(π‘Ÿ)   𝑋(𝑑)   0 (𝑑,𝑠,π‘Ÿ)

Proof of Theorem pgpfaclem1
StepHypRef Expression
1 pgpfac.t . . 3 𝑇 = (𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)
2 pgpfac.2 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ Word 𝐢)
3 pgpfac.u . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
4 pgpfac.h . . . . . . . . . . 11 𝐻 = (𝐺 β†Ύs π‘ˆ)
54subggrp 19088 . . . . . . . . . 10 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) β†’ 𝐻 ∈ Grp)
63, 5syl 17 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐻 ∈ Grp)
7 eqid 2725 . . . . . . . . . 10 (Baseβ€˜π») = (Baseβ€˜π»)
87subgacs 19120 . . . . . . . . 9 (𝐻 ∈ Grp β†’ (SubGrpβ€˜π») ∈ (ACSβ€˜(Baseβ€˜π»)))
96, 8syl 17 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (SubGrpβ€˜π») ∈ (ACSβ€˜(Baseβ€˜π»)))
109acsmred 17635 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (SubGrpβ€˜π») ∈ (Mooreβ€˜(Baseβ€˜π»)))
11 pgpfac.x . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ π‘ˆ)
124subgbas 19089 . . . . . . . . 9 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) β†’ π‘ˆ = (Baseβ€˜π»))
133, 12syl 17 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ π‘ˆ = (Baseβ€˜π»))
1411, 13eleqtrd 2827 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ (Baseβ€˜π»))
15 pgpfac.k . . . . . . . 8 𝐾 = (mrClsβ€˜(SubGrpβ€˜π»))
1615mrcsncl 17591 . . . . . . 7 (((SubGrpβ€˜π») ∈ (Mooreβ€˜(Baseβ€˜π»)) ∧ 𝑋 ∈ (Baseβ€˜π»)) β†’ (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜π»))
1710, 14, 16syl2anc 582 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜π»))
184subsubg 19108 . . . . . . 7 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) β†’ ((πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜π») ↔ ((πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) βŠ† π‘ˆ)))
193, 18syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜π») ↔ ((πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) βŠ† π‘ˆ)))
2017, 19mpbid 231 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) βŠ† π‘ˆ))
2120simpld 493 . . . 4 (πœ‘ β†’ (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
224oveq1i 7427 . . . . . . 7 (𝐻 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) = ((𝐺 β†Ύs π‘ˆ) β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋}))
2320simprd 494 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (πΎβ€˜{𝑋}) βŠ† π‘ˆ)
24 ressabs 17229 . . . . . . . 8 ((π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) βŠ† π‘ˆ) β†’ ((𝐺 β†Ύs π‘ˆ) β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) = (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})))
253, 23, 24syl2anc 582 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ ((𝐺 β†Ύs π‘ˆ) β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) = (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})))
2622, 25eqtrid 2777 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐻 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) = (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})))
277, 15cycsubgcyg2 19861 . . . . . . 7 ((𝐻 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ (Baseβ€˜π»)) β†’ (𝐻 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ CycGrp)
286, 14, 27syl2anc 582 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐻 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ CycGrp)
2926, 28eqeltrrd 2826 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ CycGrp)
30 pgpfac.p . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑃 pGrp 𝐺)
31 pgpprm 19552 . . . . . . 7 (𝑃 pGrp 𝐺 β†’ 𝑃 ∈ β„™)
3230, 31syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑃 ∈ β„™)
33 subgpgp 19556 . . . . . . 7 ((𝑃 pGrp 𝐺 ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ)) β†’ 𝑃 pGrp (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})))
3430, 21, 33syl2anc 582 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑃 pGrp (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})))
35 brelrng 5942 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ β„™ ∧ (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ CycGrp ∧ 𝑃 pGrp (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋}))) β†’ (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ ran pGrp )
3632, 29, 34, 35syl3anc 1368 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ ran pGrp )
3729, 36elind 4193 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ (CycGrp ∩ ran pGrp ))
38 oveq2 7425 . . . . . 6 (π‘Ÿ = (πΎβ€˜{𝑋}) β†’ (𝐺 β†Ύs π‘Ÿ) = (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})))
3938eleq1d 2810 . . . . 5 (π‘Ÿ = (πΎβ€˜{𝑋}) β†’ ((𝐺 β†Ύs π‘Ÿ) ∈ (CycGrp ∩ ran pGrp ) ↔ (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ (CycGrp ∩ ran pGrp )))
40 pgpfac.c . . . . 5 𝐢 = {π‘Ÿ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∣ (𝐺 β†Ύs π‘Ÿ) ∈ (CycGrp ∩ ran pGrp )}
4139, 40elrab2 3683 . . . 4 ((πΎβ€˜{𝑋}) ∈ 𝐢 ↔ ((πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∧ (𝐺 β†Ύs (πΎβ€˜{𝑋})) ∈ (CycGrp ∩ ran pGrp )))
4221, 37, 41sylanbrc 581 . . 3 (πœ‘ β†’ (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ 𝐢)
431, 2, 42cats1cld 14838 . 2 (πœ‘ β†’ 𝑇 ∈ Word 𝐢)
44 wrdf 14501 . . . . 5 (𝑇 ∈ Word 𝐢 β†’ 𝑇:(0..^(β™―β€˜π‘‡))⟢𝐢)
4543, 44syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑇:(0..^(β™―β€˜π‘‡))⟢𝐢)
4640ssrab3 4077 . . . 4 𝐢 βŠ† (SubGrpβ€˜πΊ)
47 fss 6737 . . . 4 ((𝑇:(0..^(β™―β€˜π‘‡))⟢𝐢 ∧ 𝐢 βŠ† (SubGrpβ€˜πΊ)) β†’ 𝑇:(0..^(β™―β€˜π‘‡))⟢(SubGrpβ€˜πΊ))
4845, 46, 47sylancl 584 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝑇:(0..^(β™―β€˜π‘‡))⟢(SubGrpβ€˜πΊ))
49 lencl 14515 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ Word 𝐢 β†’ (β™―β€˜π‘†) ∈ β„•0)
502, 49syl 17 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (β™―β€˜π‘†) ∈ β„•0)
5150nn0zd 12614 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (β™―β€˜π‘†) ∈ β„€)
52 fzosn 13735 . . . . . 6 ((β™―β€˜π‘†) ∈ β„€ β†’ ((β™―β€˜π‘†)..^((β™―β€˜π‘†) + 1)) = {(β™―β€˜π‘†)})
5351, 52syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((β™―β€˜π‘†)..^((β™―β€˜π‘†) + 1)) = {(β™―β€˜π‘†)})
5453ineq2d 4211 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((0..^(β™―β€˜π‘†)) ∩ ((β™―β€˜π‘†)..^((β™―β€˜π‘†) + 1))) = ((0..^(β™―β€˜π‘†)) ∩ {(β™―β€˜π‘†)}))
55 fzodisj 13698 . . . 4 ((0..^(β™―β€˜π‘†)) ∩ ((β™―β€˜π‘†)..^((β™―β€˜π‘†) + 1))) = βˆ…
5654, 55eqtr3di 2780 . . 3 (πœ‘ β†’ ((0..^(β™―β€˜π‘†)) ∩ {(β™―β€˜π‘†)}) = βˆ…)
571fveq2i 6897 . . . . . . 7 (β™―β€˜π‘‡) = (β™―β€˜(𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©))
5842s1cld 14585 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ© ∈ Word 𝐢)
59 ccatlen 14557 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ Word 𝐢 ∧ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ© ∈ Word 𝐢) β†’ (β™―β€˜(𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)) = ((β™―β€˜π‘†) + (β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)))
602, 58, 59syl2anc 582 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (β™―β€˜(𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)) = ((β™―β€˜π‘†) + (β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)))
6157, 60eqtrid 2777 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (β™―β€˜π‘‡) = ((β™―β€˜π‘†) + (β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)))
62 s1len 14588 . . . . . . 7 (β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©) = 1
6362oveq2i 7428 . . . . . 6 ((β™―β€˜π‘†) + (β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)) = ((β™―β€˜π‘†) + 1)
6461, 63eqtrdi 2781 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (β™―β€˜π‘‡) = ((β™―β€˜π‘†) + 1))
6564oveq2d 7433 . . . 4 (πœ‘ β†’ (0..^(β™―β€˜π‘‡)) = (0..^((β™―β€˜π‘†) + 1)))
66 nn0uz 12894 . . . . . 6 β„•0 = (β„€β‰₯β€˜0)
6750, 66eleqtrdi 2835 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (β™―β€˜π‘†) ∈ (β„€β‰₯β€˜0))
68 fzosplitsn 13772 . . . . 5 ((β™―β€˜π‘†) ∈ (β„€β‰₯β€˜0) β†’ (0..^((β™―β€˜π‘†) + 1)) = ((0..^(β™―β€˜π‘†)) βˆͺ {(β™―β€˜π‘†)}))
6967, 68syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ (0..^((β™―β€˜π‘†) + 1)) = ((0..^(β™―β€˜π‘†)) βˆͺ {(β™―β€˜π‘†)}))
7065, 69eqtrd 2765 . . 3 (πœ‘ β†’ (0..^(β™―β€˜π‘‡)) = ((0..^(β™―β€˜π‘†)) βˆͺ {(β™―β€˜π‘†)}))
71 eqid 2725 . . 3 (Cntzβ€˜πΊ) = (Cntzβ€˜πΊ)
72 eqid 2725 . . 3 (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜πΊ)
73 pgpfac.4 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐺dom DProd 𝑆)
74 cats1un 14703 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ Word 𝐢 ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ 𝐢) β†’ (𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©) = (𝑆 βˆͺ {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}))
752, 42, 74syl2anc 582 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©) = (𝑆 βˆͺ {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}))
761, 75eqtrid 2777 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑇 = (𝑆 βˆͺ {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}))
7776reseq1d 5983 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))) = ((𝑆 βˆͺ {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}) β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))))
78 wrdfn 14510 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ Word 𝐢 β†’ 𝑆 Fn (0..^(β™―β€˜π‘†)))
792, 78syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑆 Fn (0..^(β™―β€˜π‘†)))
80 fzonel 13678 . . . . . 6 Β¬ (β™―β€˜π‘†) ∈ (0..^(β™―β€˜π‘†))
81 fsnunres 7195 . . . . . 6 ((𝑆 Fn (0..^(β™―β€˜π‘†)) ∧ Β¬ (β™―β€˜π‘†) ∈ (0..^(β™―β€˜π‘†))) β†’ ((𝑆 βˆͺ {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}) β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))) = 𝑆)
8279, 80, 81sylancl 584 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((𝑆 βˆͺ {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}) β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))) = 𝑆)
8377, 82eqtrd 2765 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))) = 𝑆)
8473, 83breqtrrd 5176 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐺dom DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))))
85 fvex 6907 . . . . . 6 (β™―β€˜π‘†) ∈ V
86 dprdsn 19997 . . . . . 6 (((β™―β€˜π‘†) ∈ V ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ)) β†’ (𝐺dom DProd {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩} ∧ (𝐺 DProd {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}) = (πΎβ€˜{𝑋})))
8785, 21, 86sylancr 585 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝐺dom DProd {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩} ∧ (𝐺 DProd {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}) = (πΎβ€˜{𝑋})))
8887simpld 493 . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐺dom DProd {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩})
89 wrdfn 14510 . . . . . . 7 (𝑇 ∈ Word 𝐢 β†’ 𝑇 Fn (0..^(β™―β€˜π‘‡)))
9043, 89syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑇 Fn (0..^(β™―β€˜π‘‡)))
91 ssun2 4172 . . . . . . . 8 {(β™―β€˜π‘†)} βŠ† ((0..^(β™―β€˜π‘†)) βˆͺ {(β™―β€˜π‘†)})
9285snss 4790 . . . . . . . 8 ((β™―β€˜π‘†) ∈ ((0..^(β™―β€˜π‘†)) βˆͺ {(β™―β€˜π‘†)}) ↔ {(β™―β€˜π‘†)} βŠ† ((0..^(β™―β€˜π‘†)) βˆͺ {(β™―β€˜π‘†)}))
9391, 92mpbir 230 . . . . . . 7 (β™―β€˜π‘†) ∈ ((0..^(β™―β€˜π‘†)) βˆͺ {(β™―β€˜π‘†)})
9493, 70eleqtrrid 2832 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (β™―β€˜π‘†) ∈ (0..^(β™―β€˜π‘‡)))
95 fnressn 7165 . . . . . 6 ((𝑇 Fn (0..^(β™―β€˜π‘‡)) ∧ (β™―β€˜π‘†) ∈ (0..^(β™―β€˜π‘‡))) β†’ (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}) = {⟨(β™―β€˜π‘†), (π‘‡β€˜(β™―β€˜π‘†))⟩})
9690, 94, 95syl2anc 582 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}) = {⟨(β™―β€˜π‘†), (π‘‡β€˜(β™―β€˜π‘†))⟩})
971fveq1i 6895 . . . . . . . . 9 (π‘‡β€˜(β™―β€˜π‘†)) = ((𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)β€˜(β™―β€˜π‘†))
9850nn0cnd 12564 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ (β™―β€˜π‘†) ∈ β„‚)
9998addlidd 11445 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ (0 + (β™―β€˜π‘†)) = (β™―β€˜π‘†))
10099fveq2d 6898 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ((𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)β€˜(0 + (β™―β€˜π‘†))) = ((𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)β€˜(β™―β€˜π‘†)))
10197, 100eqtr4id 2784 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (π‘‡β€˜(β™―β€˜π‘†)) = ((𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)β€˜(0 + (β™―β€˜π‘†))))
102 1nn 12253 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ β„•
10362, 102eqeltri 2821 . . . . . . . . . . 11 (β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©) ∈ β„•
104 lbfzo0 13704 . . . . . . . . . . 11 (0 ∈ (0..^(β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)) ↔ (β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©) ∈ β„•)
105103, 104mpbir 230 . . . . . . . . . 10 0 ∈ (0..^(β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©))
106105a1i 11 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 0 ∈ (0..^(β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)))
107 ccatval3 14561 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ Word 𝐢 ∧ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ© ∈ Word 𝐢 ∧ 0 ∈ (0..^(β™―β€˜βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©))) β†’ ((𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)β€˜(0 + (β™―β€˜π‘†))) = (βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©β€˜0))
1082, 58, 106, 107syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ ((𝑆 ++ βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©)β€˜(0 + (β™―β€˜π‘†))) = (βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©β€˜0))
109 fvex 6907 . . . . . . . . 9 (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ V
110 s1fv 14592 . . . . . . . . 9 ((πΎβ€˜{𝑋}) ∈ V β†’ (βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©β€˜0) = (πΎβ€˜{𝑋}))
111109, 110mp1i 13 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (βŸ¨β€œ(πΎβ€˜{𝑋})β€βŸ©β€˜0) = (πΎβ€˜{𝑋}))
112101, 108, 1113eqtrd 2769 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (π‘‡β€˜(β™―β€˜π‘†)) = (πΎβ€˜{𝑋}))
113112opeq2d 4881 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ⟨(β™―β€˜π‘†), (π‘‡β€˜(β™―β€˜π‘†))⟩ = ⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩)
114113sneqd 4641 . . . . 5 (πœ‘ β†’ {⟨(β™―β€˜π‘†), (π‘‡β€˜(β™―β€˜π‘†))⟩} = {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩})
11596, 114eqtrd 2765 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}) = {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩})
11688, 115breqtrrd 5176 . . 3 (πœ‘ β†’ 𝐺dom DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}))
117 pgpfac.g . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝐺 ∈ Abel)
118 dprdsubg 19985 . . . . 5 (𝐺dom DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))) β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†)))) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
11984, 118syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†)))) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
120 dprdsubg 19985 . . . . 5 (𝐺dom DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}) β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)})) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
121116, 120syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)})) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
12271, 117, 119, 121ablcntzd 19816 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†)))) βŠ† ((Cntzβ€˜πΊ)β€˜(𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}))))
123 pgpfac.i . . . 4 (πœ‘ β†’ ((πΎβ€˜{𝑋}) ∩ π‘Š) = { 0 })
12483oveq2d 7433 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†)))) = (𝐺 DProd 𝑆))
125 pgpfac.5 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd 𝑆) = π‘Š)
126124, 125eqtrd 2765 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†)))) = π‘Š)
127115oveq2d 7433 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)})) = (𝐺 DProd {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}))
12887simprd 494 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd {⟨(β™―β€˜π‘†), (πΎβ€˜{𝑋})⟩}) = (πΎβ€˜{𝑋}))
129127, 128eqtrd 2765 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)})) = (πΎβ€˜{𝑋}))
130126, 129ineq12d 4212 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†)))) ∩ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}))) = (π‘Š ∩ (πΎβ€˜{𝑋})))
131 incom 4200 . . . . 5 (π‘Š ∩ (πΎβ€˜{𝑋})) = ((πΎβ€˜{𝑋}) ∩ π‘Š)
132130, 131eqtrdi 2781 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†)))) ∩ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}))) = ((πΎβ€˜{𝑋}) ∩ π‘Š))
1334, 72subg0 19091 . . . . . . 7 (π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) β†’ (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜π»))
1343, 133syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜π»))
135 pgpfac.0 . . . . . 6 0 = (0gβ€˜π»)
136134, 135eqtr4di 2783 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (0gβ€˜πΊ) = 0 )
137136sneqd 4641 . . . 4 (πœ‘ β†’ {(0gβ€˜πΊ)} = { 0 })
138123, 132, 1373eqtr4d 2775 . . 3 (πœ‘ β†’ ((𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†)))) ∩ (𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}))) = {(0gβ€˜πΊ)})
13948, 56, 70, 71, 72, 84, 116, 122, 138dmdprdsplit2 20007 . 2 (πœ‘ β†’ 𝐺dom DProd 𝑇)
140 eqid 2725 . . . . 5 (LSSumβ€˜πΊ) = (LSSumβ€˜πΊ)
14148, 56, 70, 140, 139dprdsplit 20009 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd 𝑇) = ((𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))))(LSSumβ€˜πΊ)(𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}))))
142126, 129oveq12d 7435 . . . 4 (πœ‘ β†’ ((𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ (0..^(β™―β€˜π‘†))))(LSSumβ€˜πΊ)(𝐺 DProd (𝑇 β†Ύ {(β™―β€˜π‘†)}))) = (π‘Š(LSSumβ€˜πΊ)(πΎβ€˜{𝑋})))
143126, 119eqeltrrd 2826 . . . . 5 (πœ‘ β†’ π‘Š ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
144140lsmcom 19817 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘Š ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ)) β†’ (π‘Š(LSSumβ€˜πΊ)(πΎβ€˜{𝑋})) = ((πΎβ€˜{𝑋})(LSSumβ€˜πΊ)π‘Š))
145117, 143, 21, 144syl3anc 1368 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π‘Š(LSSumβ€˜πΊ)(πΎβ€˜{𝑋})) = ((πΎβ€˜{𝑋})(LSSumβ€˜πΊ)π‘Š))
146141, 142, 1453eqtrd 2769 . . 3 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd 𝑇) = ((πΎβ€˜{𝑋})(LSSumβ€˜πΊ)π‘Š))
147 pgpfac.w . . . . . 6 (πœ‘ β†’ π‘Š ∈ (SubGrpβ€˜π»))
1487subgss 19086 . . . . . 6 (π‘Š ∈ (SubGrpβ€˜π») β†’ π‘Š βŠ† (Baseβ€˜π»))
149147, 148syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ π‘Š βŠ† (Baseβ€˜π»))
150149, 13sseqtrrd 4019 . . . 4 (πœ‘ β†’ π‘Š βŠ† π‘ˆ)
151 pgpfac.l . . . . 5 βŠ• = (LSSumβ€˜π»)
1524, 140, 151subglsm 19632 . . . 4 ((π‘ˆ ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ∧ (πΎβ€˜{𝑋}) βŠ† π‘ˆ ∧ π‘Š βŠ† π‘ˆ) β†’ ((πΎβ€˜{𝑋})(LSSumβ€˜πΊ)π‘Š) = ((πΎβ€˜{𝑋}) βŠ• π‘Š))
1533, 23, 150, 152syl3anc 1368 . . 3 (πœ‘ β†’ ((πΎβ€˜{𝑋})(LSSumβ€˜πΊ)π‘Š) = ((πΎβ€˜{𝑋}) βŠ• π‘Š))
154 pgpfac.s . . 3 (πœ‘ β†’ ((πΎβ€˜{𝑋}) βŠ• π‘Š) = π‘ˆ)
155146, 153, 1543eqtrd 2769 . 2 (πœ‘ β†’ (𝐺 DProd 𝑇) = π‘ˆ)
156 breq2 5152 . . . 4 (𝑠 = 𝑇 β†’ (𝐺dom DProd 𝑠 ↔ 𝐺dom DProd 𝑇))
157 oveq2 7425 . . . . 5 (𝑠 = 𝑇 β†’ (𝐺 DProd 𝑠) = (𝐺 DProd 𝑇))
158157eqeq1d 2727 . . . 4 (𝑠 = 𝑇 β†’ ((𝐺 DProd 𝑠) = π‘ˆ ↔ (𝐺 DProd 𝑇) = π‘ˆ))
159156, 158anbi12d 630 . . 3 (𝑠 = 𝑇 β†’ ((𝐺dom DProd 𝑠 ∧ (𝐺 DProd 𝑠) = π‘ˆ) ↔ (𝐺dom DProd 𝑇 ∧ (𝐺 DProd 𝑇) = π‘ˆ)))
160159rspcev 3607 . 2 ((𝑇 ∈ Word 𝐢 ∧ (𝐺dom DProd 𝑇 ∧ (𝐺 DProd 𝑇) = π‘ˆ)) β†’ βˆƒπ‘  ∈ Word 𝐢(𝐺dom DProd 𝑠 ∧ (𝐺 DProd 𝑠) = π‘ˆ))
16143, 139, 155, 160syl12anc 835 1 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘  ∈ Word 𝐢(𝐺dom DProd 𝑠 ∧ (𝐺 DProd 𝑠) = π‘ˆ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  Β¬ wn 3   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2930  βˆ€wral 3051  βˆƒwrex 3060  {crab 3419  Vcvv 3463   βˆͺ cun 3943   ∩ cin 3944   βŠ† wss 3945   ⊊ wpss 3946  βˆ…c0 4323  {csn 4629  βŸ¨cop 4635   class class class wbr 5148  dom cdm 5677  ran crn 5678   β†Ύ cres 5679   Fn wfn 6542  βŸΆwf 6543  β€˜cfv 6547  (class class class)co 7417  Fincfn 8962  0cc0 11138  1c1 11139   + caddc 11141  β„•cn 12242  β„•0cn0 12502  β„€cz 12588  β„€β‰₯cuz 12852  ..^cfzo 13659  β™―chash 14321  Word cword 14496   ++ cconcat 14552  βŸ¨β€œcs1 14577  β„™cprime 16641  Basecbs 17179   β†Ύs cress 17208  0gc0g 17420  Moorecmre 17561  mrClscmrc 17562  ACScacs 17564  Grpcgrp 18894  SubGrpcsubg 19079  Cntzccntz 19270  odcod 19483  gExcgex 19484   pGrp cpgp 19485  LSSumclsm 19593  Abelcabl 19740  CycGrpccyg 19836   DProd cdprd 19954
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7739  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3775  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3965  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4909  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6499  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-isom 6556  df-riota 7373  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-of 7683  df-om 7870  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8164  df-tpos 8230  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-er 8723  df-map 8845  df-ixp 8915  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-fin 8966  df-fsupp 9386  df-sup 9465  df-inf 9466  df-oi 9533  df-card 9962  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-nn 12243  df-2 12305  df-n0 12503  df-z 12589  df-uz 12853  df-fz 13517  df-fzo 13660  df-seq 13999  df-hash 14322  df-word 14497  df-concat 14553  df-s1 14578  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17180  df-ress 17209  df-plusg 17245  df-0g 17422  df-gsum 17423  df-mre 17565  df-mrc 17566  df-acs 17568  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-mhm 18739  df-submnd 18740  df-grp 18897  df-minusg 18898  df-sbg 18899  df-mulg 19028  df-subg 19082  df-ghm 19172  df-gim 19217  df-cntz 19272  df-oppg 19301  df-od 19487  df-pgp 19489  df-lsm 19595  df-cmn 19741  df-abl 19742  df-cyg 19837  df-dprd 19956
This theorem is referenced by:  pgpfaclem2  20043
  Copyright terms: Public domain W3C validator