Theorem qusinv 19178

Description: Value of the group inverse operation in a quotient group. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Sep-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
qusgrp.h	⊢ 𝐻 = (𝐺 /s (𝐺 ~QG 𝑆))
qusinv.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝐺)
qusinv.i	⊢ 𝐼 = (invg‘𝐺)
qusinv.n	⊢ 𝑁 = (invg‘𝐻)

Assertion

Ref	Expression
qusinv	⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑁‘[𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)) = [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆))

Proof of Theorem qusinv

Step	Hyp	Ref	Expression
1		nsgsubg 19146	. . . . . 6 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
2		subgrcl 19119	. . . . . 6 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
3	1, 2	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
4		qusinv.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝐺)
5		qusinv.i	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = (invg‘𝐺)
6	4, 5	grpinvcl 18975	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝐼‘𝑋) ∈ 𝑉)
7	3, 6	sylan 580	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝐼‘𝑋) ∈ 𝑉)
8		qusgrp.h	. . . . 5 ⊢ 𝐻 = (𝐺 /s (𝐺 ~QG 𝑆))
9		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
10		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝐻) = (+g‘𝐻)
11	8, 4, 9, 10	qusadd 19176	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉 ∧ (𝐼‘𝑋) ∈ 𝑉) → ([𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)(+g‘𝐻)[(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆)) = [(𝑋(+g‘𝐺)(𝐼‘𝑋))](𝐺 ~QG 𝑆))
12	7, 11	mpd3an3 1464	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → ([𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)(+g‘𝐻)[(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆)) = [(𝑋(+g‘𝐺)(𝐼‘𝑋))](𝐺 ~QG 𝑆))
13		eqid 2736	. . . . . 6 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
14	4, 9, 13, 5	grprinv 18978	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑋(+g‘𝐺)(𝐼‘𝑋)) = (0g‘𝐺))
15	3, 14	sylan 580	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑋(+g‘𝐺)(𝐼‘𝑋)) = (0g‘𝐺))
16	15	eceq1d 8764	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → [(𝑋(+g‘𝐺)(𝐼‘𝑋))](𝐺 ~QG 𝑆) = [(0g‘𝐺)](𝐺 ~QG 𝑆))
17	8, 13	qus0 19177	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → [(0g‘𝐺)](𝐺 ~QG 𝑆) = (0g‘𝐻))
18	17	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → [(0g‘𝐺)](𝐺 ~QG 𝑆) = (0g‘𝐻))
19	12, 16, 18	3eqtrd 2775	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → ([𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)(+g‘𝐻)[(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆)) = (0g‘𝐻))
20	8	qusgrp 19174	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐻 ∈ Grp)
21	20	adantr 480	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → 𝐻 ∈ Grp)
22		eqid 2736	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
23	8, 4, 22	quseccl 19175	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → [𝑋](𝐺 ~QG 𝑆) ∈ (Base‘𝐻))
24	8, 4, 22	quseccl 19175	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝐼‘𝑋) ∈ 𝑉) → [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆) ∈ (Base‘𝐻))
25	7, 24	syldan 591	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆) ∈ (Base‘𝐻))
26		eqid 2736	. . . 4 ⊢ (0g‘𝐻) = (0g‘𝐻)
27		qusinv.n	. . . 4 ⊢ 𝑁 = (invg‘𝐻)
28	22, 10, 26, 27	grpinvid1 18979	. . 3 ⊢ ((𝐻 ∈ Grp ∧ [𝑋](𝐺 ~QG 𝑆) ∈ (Base‘𝐻) ∧ [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆) ∈ (Base‘𝐻)) → ((𝑁‘[𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)) = [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆) ↔ ([𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)(+g‘𝐻)[(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆)) = (0g‘𝐻)))
29	21, 23, 25, 28	syl3anc 1373	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → ((𝑁‘[𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)) = [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆) ↔ ([𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)(+g‘𝐻)[(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆)) = (0g‘𝐻)))
30	19, 29	mpbird 257	1 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑁‘[𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)) = [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  [cec 8722  Basecbs 17233  +_gcplusg 17276  0_gc0g 17458   /_s cqus 17524  Grpcgrp 18921  inv_gcminusg 18922  SubGrpcsubg 19108  NrmSGrpcnsg 19109   ~_QG cqg 19110

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 2708  ax-rep 5254  ax-sep 5271  ax-nul 5281  ax-pow 5340  ax-pr 5407  ax-un 7734  ax-cnex 11190  ax-resscn 11191  ax-1cn 11192  ax-icn 11193  ax-addcl 11194  ax-addrcl 11195  ax-mulcl 11196  ax-mulrcl 11197  ax-mulcom 11198  ax-addass 11199  ax-mulass 11200  ax-distr 11201  ax-i2m1 11202  ax-1ne0 11203  ax-1rid 11204  ax-rnegex 11205  ax-rrecex 11206  ax-cnre 11207  ax-pre-lttri 11208  ax-pre-lttrn 11209  ax-pre-ltadd 11210  ax-pre-mulgt0 11211

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 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2810  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3062  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3421  df-v 3466  df-sbc 3771  df-csb 3880  df-dif 3934  df-un 3936  df-in 3938  df-ss 3948  df-pss 3951  df-nul 4314  df-if 4506  df-pw 4582  df-sn 4607  df-pr 4609  df-tp 4611  df-op 4613  df-uni 4889  df-iun 4974  df-br 5125  df-opab 5187  df-mpt 5207  df-tr 5235  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6295  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7867  df-1st 7993  df-2nd 7994  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-er 8724  df-ec 8726  df-qs 8730  df-en 8965  df-dom 8966  df-sdom 8967  df-fin 8968  df-sup 9459  df-inf 9460  df-pnf 11276  df-mnf 11277  df-xr 11278  df-ltxr 11279  df-le 11280  df-sub 11473  df-neg 11474  df-nn 12246  df-2 12308  df-3 12309  df-4 12310  df-5 12311  df-6 12312  df-7 12313  df-8 12314  df-9 12315  df-n0 12507  df-z 12594  df-dec 12714  df-uz 12858  df-fz 13530  df-struct 17171  df-sets 17188  df-slot 17206  df-ndx 17218  df-base 17234  df-ress 17257  df-plusg 17289  df-mulr 17290  df-sca 17292  df-vsca 17293  df-ip 17294  df-tset 17295  df-ple 17296  df-ds 17298  df-0g 17460  df-imas 17527  df-qus 17528  df-mgm 18623  df-sgrp 18702  df-mnd 18718  df-grp 18924  df-minusg 18925  df-subg 19111  df-nsg 19112  df-eqg 19113

This theorem is referenced by:  qussub  19179  nsgmgclem  33431  nsgqusf1olem1  33433