Theorem qusinv 19307

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 19270	. . . . . 6 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺))
2		subgrcl 19243	. . . . . 6 ⊢ (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
3	1, 2	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
4		qusinv.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝐺)
5		qusinv.i	. . . . . 6 ⊢ 𝐼 = (invg‘𝐺)
6	4, 5	grpinvcl 19100	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝐼‘𝑋) ∈ 𝑉)
7	3, 6	sylan 592	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝐼‘𝑋) ∈ 𝑉)
8		qusgrp.h	. . . . 5 ⊢ 𝐻 = (𝐺 /s (𝐺 ~QG 𝑆))
9		eqid 2765	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
10		eqid 2765	. . . . 5 ⊢ (+g‘𝐻) = (+g‘𝐻)
11	8, 4, 9, 10	qusadd 19305	. . . 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 1491	. . 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 2765	. . . . . 6 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
14	4, 9, 13, 5	grprinv 19103	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑋(+g‘𝐺)(𝐼‘𝑋)) = (0g‘𝐺))
15	3, 14	sylan 592	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑋(+g‘𝐺)(𝐼‘𝑋)) = (0g‘𝐺))
16	15	eceq1d 8741	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → [(𝑋(+g‘𝐺)(𝐼‘𝑋))](𝐺 ~QG 𝑆) = [(0g‘𝐺)](𝐺 ~QG 𝑆))
17	8, 13	qus0 19306	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → [(0g‘𝐺)](𝐺 ~QG 𝑆) = (0g‘𝐻))
18	17	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → [(0g‘𝐺)](𝐺 ~QG 𝑆) = (0g‘𝐻))
19	12, 16, 18	3eqtrd 2804	. 2 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → ([𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)(+g‘𝐻)[(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆)) = (0g‘𝐻))
20	8	qusgrp 19303	. . . 4 ⊢ (𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) → 𝐻 ∈ Grp)
21	20	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → 𝐻 ∈ Grp)
22		eqid 2765	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
23	8, 4, 22	quseccl 19304	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → [𝑋](𝐺 ~QG 𝑆) ∈ (Base‘𝐻))
24	8, 4, 22	quseccl 19304	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ (𝐼‘𝑋) ∈ 𝑉) → [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆) ∈ (Base‘𝐻))
25	7, 24	syldan 603	. . 3 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆) ∈ (Base‘𝐻))
26		eqid 2765	. . . 4 ⊢ (0g‘𝐻) = (0g‘𝐻)
27		qusinv.n	. . . 4 ⊢ 𝑁 = (invg‘𝐻)
28	22, 10, 26, 27	grpinvid1 19104	. . 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 1398	. 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 260	1 ⊢ ((𝑆 ∈ (NrmSGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ 𝑉) → (𝑁‘[𝑋](𝐺 ~QG 𝑆)) = [(𝐼‘𝑋)](𝐺 ~QG 𝑆))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  [cec 8698  Basecbs 17293  +_gcplusg 17334  0_gc0g 17516   /_s cqus 17583  Grpcgrp 19046  inv_gcminusg 19047  SubGrpcsubg 19232  NrmSGrpcnsg 19233   ~_QG cqg 19234

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-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

This theorem is used by:  qussub  19308  nsgmgclem  33786  nsgqusf1olem1  33788