MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  qusgrp2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem qusgrp2 18983
Description: Prove that a quotient structure is a group. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jun-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 12-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
qusgrp2.u (𝜑𝑈 = (𝑅 /s ))
qusgrp2.v (𝜑𝑉 = (Base‘𝑅))
qusgrp2.p (𝜑+ = (+g𝑅))
qusgrp2.r (𝜑 Er 𝑉)
qusgrp2.x (𝜑𝑅𝑋)
qusgrp2.e (𝜑 → ((𝑎 𝑝𝑏 𝑞) → (𝑎 + 𝑏) (𝑝 + 𝑞)))
qusgrp2.1 ((𝜑𝑥𝑉𝑦𝑉) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉)
qusgrp2.2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉𝑧𝑉)) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
qusgrp2.3 (𝜑0𝑉)
qusgrp2.4 ((𝜑𝑥𝑉) → ( 0 + 𝑥) 𝑥)
qusgrp2.5 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑁𝑉)
qusgrp2.6 ((𝜑𝑥𝑉) → (𝑁 + 𝑥) 0 )
Assertion
Ref Expression
qusgrp2 (𝜑 → (𝑈 ∈ Grp ∧ [ 0 ] = (0g𝑈)))
Distinct variable groups:   𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦,𝑧,   0 ,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥   𝑁,𝑝   𝑅,𝑝,𝑞   + ,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦   𝜑,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦,𝑧   𝑉,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦,𝑧   𝑈,𝑎,𝑏,𝑝,𝑞,𝑥,𝑦,𝑧
Allowed substitution hints:   + (𝑧)   𝑅(𝑥,𝑦,𝑧,𝑎,𝑏)   𝑁(𝑥,𝑦,𝑧,𝑞,𝑎,𝑏)   𝑋(𝑥,𝑦,𝑧,𝑞,𝑝,𝑎,𝑏)   0 (𝑦,𝑧)

Proof of Theorem qusgrp2
Dummy variable 𝑢 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 qusgrp2.u . . . 4 (𝜑𝑈 = (𝑅 /s ))
2 qusgrp2.v . . . 4 (𝜑𝑉 = (Base‘𝑅))
3 eqid 2726 . . . 4 (𝑢𝑉 ↦ [𝑢] ) = (𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )
4 qusgrp2.r . . . . 5 (𝜑 Er 𝑉)
5 fvex 6897 . . . . . 6 (Base‘𝑅) ∈ V
62, 5eqeltrdi 2835 . . . . 5 (𝜑𝑉 ∈ V)
7 erex 8726 . . . . 5 ( Er 𝑉 → (𝑉 ∈ V → ∈ V))
84, 6, 7sylc 65 . . . 4 (𝜑 ∈ V)
9 qusgrp2.x . . . 4 (𝜑𝑅𝑋)
101, 2, 3, 8, 9qusval 17494 . . 3 (𝜑𝑈 = ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] ) “s 𝑅))
11 qusgrp2.p . . 3 (𝜑+ = (+g𝑅))
121, 2, 3, 8, 9quslem 17495 . . 3 (𝜑 → (𝑢𝑉 ↦ [𝑢] ):𝑉onto→(𝑉 / ))
13 qusgrp2.1 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉𝑦𝑉) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉)
14133expb 1117 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ 𝑉)
15 qusgrp2.e . . . 4 (𝜑 → ((𝑎 𝑝𝑏 𝑞) → (𝑎 + 𝑏) (𝑝 + 𝑞)))
164, 6, 3, 14, 15ercpbl 17501 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑉𝑏𝑉) ∧ (𝑝𝑉𝑞𝑉)) → ((((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘𝑎) = ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘𝑝) ∧ ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘𝑏) = ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘𝑞)) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘(𝑎 + 𝑏)) = ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘(𝑝 + 𝑞))))
174adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉𝑧𝑉)) → Er 𝑉)
18 qusgrp2.2 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉𝑧𝑉)) → ((𝑥 + 𝑦) + 𝑧) (𝑥 + (𝑦 + 𝑧)))
1917, 18erthi 8753 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉𝑧𝑉)) → [((𝑥 + 𝑦) + 𝑧)] = [(𝑥 + (𝑦 + 𝑧))] )
206adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉𝑧𝑉)) → 𝑉 ∈ V)
2117, 20, 3divsfval 17499 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉𝑧𝑉)) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘((𝑥 + 𝑦) + 𝑧)) = [((𝑥 + 𝑦) + 𝑧)] )
2217, 20, 3divsfval 17499 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉𝑧𝑉)) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘(𝑥 + (𝑦 + 𝑧))) = [(𝑥 + (𝑦 + 𝑧))] )
2319, 21, 223eqtr4d 2776 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑉𝑦𝑉𝑧𝑉)) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘((𝑥 + 𝑦) + 𝑧)) = ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘(𝑥 + (𝑦 + 𝑧))))
24 qusgrp2.3 . . 3 (𝜑0𝑉)
254adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → Er 𝑉)
26 qusgrp2.4 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → ( 0 + 𝑥) 𝑥)
2725, 26erthi 8753 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → [( 0 + 𝑥)] = [𝑥] )
286adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑉 ∈ V)
2925, 28, 3divsfval 17499 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘( 0 + 𝑥)) = [( 0 + 𝑥)] )
3025, 28, 3divsfval 17499 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘𝑥) = [𝑥] )
3127, 29, 303eqtr4d 2776 . . 3 ((𝜑𝑥𝑉) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘( 0 + 𝑥)) = ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘𝑥))
32 qusgrp2.5 . . 3 ((𝜑𝑥𝑉) → 𝑁𝑉)
33 qusgrp2.6 . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝑉) → (𝑁 + 𝑥) 0 )
3425, 33ersym 8714 . . . . 5 ((𝜑𝑥𝑉) → 0 (𝑁 + 𝑥))
3525, 34erthi 8753 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → [ 0 ] = [(𝑁 + 𝑥)] )
3625, 28, 3divsfval 17499 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘ 0 ) = [ 0 ] )
3725, 28, 3divsfval 17499 . . . 4 ((𝜑𝑥𝑉) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘(𝑁 + 𝑥)) = [(𝑁 + 𝑥)] )
3835, 36, 373eqtr4rd 2777 . . 3 ((𝜑𝑥𝑉) → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘(𝑁 + 𝑥)) = ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘ 0 ))
3910, 2, 11, 12, 16, 9, 13, 23, 24, 31, 32, 38imasgrp2 18980 . 2 (𝜑 → (𝑈 ∈ Grp ∧ ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘ 0 ) = (0g𝑈)))
404, 6, 3divsfval 17499 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘ 0 ) = [ 0 ] )
4140eqcomd 2732 . . . 4 (𝜑 → [ 0 ] = ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘ 0 ))
4241eqeq1d 2728 . . 3 (𝜑 → ([ 0 ] = (0g𝑈) ↔ ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘ 0 ) = (0g𝑈)))
4342anbi2d 628 . 2 (𝜑 → ((𝑈 ∈ Grp ∧ [ 0 ] = (0g𝑈)) ↔ (𝑈 ∈ Grp ∧ ((𝑢𝑉 ↦ [𝑢] )‘ 0 ) = (0g𝑈))))
4439, 43mpbird 257 1 (𝜑 → (𝑈 ∈ Grp ∧ [ 0 ] = (0g𝑈)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1084   = wceq 1533  wcel 2098  Vcvv 3468   class class class wbr 5141  cmpt 5224  cfv 6536  (class class class)co 7404   Er wer 8699  [cec 8700   / cqs 8701  Basecbs 17150  +gcplusg 17203  0gc0g 17391   /s cqus 17457  Grpcgrp 18860
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 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7721  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  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 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6293  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6488  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8369  df-rdg 8408  df-1o 8464  df-er 8702  df-ec 8704  df-qs 8708  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-inf 9437  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11447  df-neg 11448  df-nn 12214  df-2 12276  df-3 12277  df-4 12278  df-5 12279  df-6 12280  df-7 12281  df-8 12282  df-9 12283  df-n0 12474  df-z 12560  df-dec 12679  df-uz 12824  df-fz 13488  df-struct 17086  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17151  df-plusg 17216  df-mulr 17217  df-sca 17219  df-vsca 17220  df-ip 17221  df-tset 17222  df-ple 17223  df-ds 17225  df-0g 17393  df-imas 17460  df-qus 17461  df-mgm 18570  df-sgrp 18649  df-mnd 18665  df-grp 18863
This theorem is referenced by:  qusgrp  19109  frgp0  19677  pi1grplem  24926
  Copyright terms: Public domain W3C validator