Theorem qusghm 18007

Description: If 𝑌 is a normal subgroup of 𝐺, then the "natural map" from elements to their cosets is a group homomorphism from 𝐺 to 𝐺 / 𝑌. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jun-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 18-Sep-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
qusghm.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
qusghm.h	⊢ 𝐻 = (𝐺 /s (𝐺 ~QG 𝑌))
qusghm.f	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌))

Assertion

Ref	Expression
qusghm	⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐺   𝑥,𝐻   𝑥,𝑋   𝑥,𝑌

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem qusghm

Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		qusghm.x	. 2 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
2		eqid 2797	. 2 ⊢ (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
3		eqid 2797	. 2 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
4		eqid 2797	. 2 ⊢ (+g‘𝐻) = (+g‘𝐻)
5		nsgsubg 17936	. . 3 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝑌 ∈ (SubGrp‘𝐺))
6		subgrcl 17909	. . 3 ⊢ (𝑌 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
7	5, 6	syl 17	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
8		qusghm.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (𝐺 /s (𝐺 ~QG 𝑌))
9	8	qusgrp 17959	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐻 ∈ Grp)
10	8, 1, 2	quseccl 17960	. . 3 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) ∈ (Base‘𝐻))
11		qusghm.f	. . 3 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝑋 ↦ [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌))
12	10, 11	fmptd 6608	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐹:𝑋⟶(Base‘𝐻))
13	8, 1, 3, 4	qusadd 17961	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) → ([𝑦](𝐺 ~QG 𝑌)(+g‘𝐻)[𝑧](𝐺 ~QG 𝑌)) = [(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)](𝐺 ~QG 𝑌))
14	13	3expb 1150	. . 3 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → ([𝑦](𝐺 ~QG 𝑌)(+g‘𝐻)[𝑧](𝐺 ~QG 𝑌)) = [(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)](𝐺 ~QG 𝑌))
15		eceq1 8018	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) = [𝑦](𝐺 ~QG 𝑌))
16		ovex 6908	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ~QG 𝑌) ∈ V
17		ecexg 7984	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ~QG 𝑌) ∈ V → [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) ∈ V)
18	16, 17	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) ∈ V
19	15, 11, 18	fvmpt3i 6510	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ 𝑋 → (𝐹‘𝑦) = [𝑦](𝐺 ~QG 𝑌))
20	19	ad2antrl 720	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘𝑦) = [𝑦](𝐺 ~QG 𝑌))
21		eceq1 8018	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) = [𝑧](𝐺 ~QG 𝑌))
22	21, 11, 18	fvmpt3i 6510	. . . . 5 ⊢ (𝑧 ∈ 𝑋 → (𝐹‘𝑧) = [𝑧](𝐺 ~QG 𝑌))
23	22	ad2antll 721	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘𝑧) = [𝑧](𝐺 ~QG 𝑌))
24	20, 23	oveq12d 6894	. . 3 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → ((𝐹‘𝑦)(+g‘𝐻)(𝐹‘𝑧)) = ([𝑦](𝐺 ~QG 𝑌)(+g‘𝐻)[𝑧](𝐺 ~QG 𝑌)))
25	1, 3	grpcl 17743	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝑋)
26	25	3expb 1150	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝑋)
27	7, 26	sylan 576	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝑋)
28		eceq1 8018	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) → [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) = [(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)](𝐺 ~QG 𝑌))
29	28, 11, 18	fvmpt3i 6510	. . . 4 ⊢ ((𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝑋 → (𝐹‘(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)) = [(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)](𝐺 ~QG 𝑌))
30	27, 29	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)) = [(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)](𝐺 ~QG 𝑌))
31	14, 24, 30	3eqtr4rd 2842	. 2 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)) = ((𝐹‘𝑦)(+g‘𝐻)(𝐹‘𝑧)))
32	1, 2, 3, 4, 7, 9, 12, 31	isghmd 17979	1 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 385   = wceq 1653   ∈ wcel 2157  Vcvv 3383   ↦ cmpt 4920  ‘cfv 6099  (class class class)co 6876  [cec 7978  Basecbs 16181  +_gcplusg 16264   /_s cqus 16477  Grpcgrp 17735  SubGrpcsubg 17898  NrmSGrpcnsg 17899   ~_QG cqg 17900   GrpHom cghm 17967

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2354  ax-ext 2775  ax-rep 4962  ax-sep 4973  ax-nul 4981  ax-pow 5033  ax-pr 5095  ax-un 7181  ax-cnex 10278  ax-resscn 10279  ax-1cn 10280  ax-icn 10281  ax-addcl 10282  ax-addrcl 10283  ax-mulcl 10284  ax-mulrcl 10285  ax-mulcom 10286  ax-addass 10287  ax-mulass 10288  ax-distr 10289  ax-i2m1 10290  ax-1ne0 10291  ax-1rid 10292  ax-rnegex 10293  ax-rrecex 10294  ax-cnre 10295  ax-pre-lttri 10296  ax-pre-lttrn 10297  ax-pre-ltadd 10298  ax-pre-mulgt0 10299

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2590  df-eu 2607  df-clab 2784  df-cleq 2790  df-clel 2793  df-nfc 2928  df-ne 2970  df-nel 3073  df-ral 3092  df-rex 3093  df-reu 3094  df-rmo 3095  df-rab 3096  df-v 3385  df-sbc 3632  df-csb 3727  df-dif 3770  df-un 3772  df-in 3774  df-ss 3781  df-pss 3783  df-nul 4114  df-if 4276  df-pw 4349  df-sn 4367  df-pr 4369  df-tp 4371  df-op 4373  df-uni 4627  df-int 4666  df-iun 4710  df-br 4842  df-opab 4904  df-mpt 4921  df-tr 4944  df-id 5218  df-eprel 5223  df-po 5231  df-so 5232  df-fr 5269  df-we 5271  df-xp 5316  df-rel 5317  df-cnv 5318  df-co 5319  df-dm 5320  df-rn 5321  df-res 5322  df-ima 5323  df-pred 5896  df-ord 5942  df-on 5943  df-lim 5944  df-suc 5945  df-iota 6062  df-fun 6101  df-fn 6102  df-f 6103  df-f1 6104  df-fo 6105  df-f1o 6106  df-fv 6107  df-riota 6837  df-ov 6879  df-oprab 6880  df-mpt2 6881  df-om 7298  df-1st 7399  df-2nd 7400  df-wrecs 7643  df-recs 7705  df-rdg 7743  df-1o 7797  df-oadd 7801  df-er 7980  df-ec 7982  df-qs 7986  df-en 8194  df-dom 8195  df-sdom 8196  df-fin 8197  df-sup 8588  df-inf 8589  df-pnf 10363  df-mnf 10364  df-xr 10365  df-ltxr 10366  df-le 10367  df-sub 10556  df-neg 10557  df-nn 11311  df-2 11372  df-3 11373  df-4 11374  df-5 11375  df-6 11376  df-7 11377  df-8 11378  df-9 11379  df-n0 11577  df-z 11663  df-dec 11780  df-uz 11927  df-fz 12577  df-struct 16183  df-ndx 16184  df-slot 16185  df-base 16187  df-sets 16188  df-ress 16189  df-plusg 16277  df-mulr 16278  df-sca 16280  df-vsca 16281  df-ip 16282  df-tset 16283  df-ple 16284  df-ds 16286  df-0g 16414  df-imas 16480  df-qus 16481  df-mgm 17554  df-sgrp 17596  df-mnd 17607  df-grp 17738  df-minusg 17739  df-subg 17901  df-nsg 17902  df-eqg 17903  df-ghm 17968

This theorem is referenced by:  qusrhm  19557