Theorem qusghm 19371

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 2765	. 2 ⊢ (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
3		eqid 2765	. 2 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
4		eqid 2765	. 2 ⊢ (+g‘𝐻) = (+g‘𝐻)
5		nsgsubg 19270	. . 3 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝑌 ∈ (SubGrp‘𝐺))
6		subgrcl 19243	. . 3 ⊢ (𝑌 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
7	5, 6	syl 18	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
8		qusghm.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (𝐺 /s (𝐺 ~QG 𝑌))
9	8	qusgrp 19303	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐻 ∈ Grp)
10	8, 1, 2	quseccl 19304	. . 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 7113	. 2 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐹:𝑋⟶(Base‘𝐻))
13	8, 1, 3, 4	qusadd 19305	. . . 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 1138	. . 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 8740	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) = [𝑦](𝐺 ~QG 𝑌))
16		ovex 7452	. . . . . . 7 ⊢ (𝐺 ~QG 𝑌) ∈ V
17		ecexg 8704	. . . . . . 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 6999	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ 𝑋 → (𝐹‘𝑦) = [𝑦](𝐺 ~QG 𝑌))
20	19	ad2antrl 741	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘𝑦) = [𝑦](𝐺 ~QG 𝑌))
21		eceq1 8740	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑧 → [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) = [𝑧](𝐺 ~QG 𝑌))
22	21, 11, 18	fvmpt3i 6999	. . . . 5 ⊢ (𝑧 ∈ 𝑋 → (𝐹‘𝑧) = [𝑧](𝐺 ~QG 𝑌))
23	22	ad2antll 742	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝐹‘𝑧) = [𝑧](𝐺 ~QG 𝑌))
24	20, 23	oveq12d 7437	. . 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 19054	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝑋)
26	25	3expb 1138	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝑋)
27	7, 26	sylan 592	. . . 4 ⊢ ((𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝑦 ∈ 𝑋 ∧ 𝑧 ∈ 𝑋)) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝑋)
28		eceq1 8740	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) → [𝑥](𝐺 ~QG 𝑌) = [(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)](𝐺 ~QG 𝑌))
29	28, 11, 18	fvmpt3i 6999	. . . 4 ⊢ ((𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝑋 → (𝐹‘(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)) = [(𝑦(+g‘𝐺)𝑧)](𝐺 ~QG 𝑌))
30	27, 29	syl 18	. . 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 2811	. 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 19341	1 ⊢ (𝑌 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  Vcvv 3457   ↦ cmpt 5194  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  [cec 8698  Basecbs 17293  +_gcplusg 17334   /_s cqus 17583  Grpcgrp 19046  SubGrpcsubg 19232  NrmSGrpcnsg 19233   ~_QG cqg 19234   GrpHom cghm 19329

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-er 8700  df-ec 8702  df-qs 8706  df-map 8832  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-sup 9409  df-inf 9410  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-4 12322  df-5 12323  df-6 12324  df-7 12325  df-8 12326  df-9 12327  df-n0 12522  df-z 12609  df-dec 12730  df-uz 12881  df-fz 13554  df-struct 17231  df-sets 17248  df-slot 17266  df-ndx 17278  df-base 17294  df-ress 17315  df-plusg 17347  df-mulr 17348  df-sca 17350  df-vsca 17351  df-ip 17352  df-tset 17353  df-ple 17354  df-ds 17356  df-0g 17518  df-imas 17586  df-qus 17587  df-mgm 18722  df-sgrp 18811  df-mnd 18827  df-grp 19049  df-minusg 19050  df-subg 19235  df-nsg 19236  df-eqg 19237  df-ghm 19330

This theorem is used by:  qusrhm  21467  quslmhm  33745  nsgmgc  33787