Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  qusker Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem qusker 33357
Description: The kernel of a quotient map. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-May-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
qusker.b 𝑉 = (Base‘𝑀)
qusker.f 𝐹 = (𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))
qusker.n 𝑁 = (𝑀 /s (𝑀 ~QG 𝐺))
qusker.1 0 = (0g𝑁)
Assertion
Ref Expression
qusker (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → (𝐹 “ { 0 }) = 𝐺)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐺   𝑥,𝑀   𝑥,𝑉
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥)   𝑁(𝑥)   0 (𝑥)

Proof of Theorem qusker
Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 qusker.n . . . . 5 𝑁 = (𝑀 /s (𝑀 ~QG 𝐺))
21a1i 11 . . . 4 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → 𝑁 = (𝑀 /s (𝑀 ~QG 𝐺)))
3 qusker.b . . . . 5 𝑉 = (Base‘𝑀)
43a1i 11 . . . 4 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → 𝑉 = (Base‘𝑀))
5 qusker.f . . . 4 𝐹 = (𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))
6 ovex 7464 . . . . 5 (𝑀 ~QG 𝐺) ∈ V
76a1i 11 . . . 4 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → (𝑀 ~QG 𝐺) ∈ V)
8 nsgsubg 19189 . . . . 5 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → 𝐺 ∈ (SubGrp‘𝑀))
9 subgrcl 19162 . . . . 5 (𝐺 ∈ (SubGrp‘𝑀) → 𝑀 ∈ Grp)
108, 9syl 17 . . . 4 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → 𝑀 ∈ Grp)
112, 4, 5, 7, 10quslem 17590 . . 3 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → 𝐹:𝑉onto→(𝑉 / (𝑀 ~QG 𝐺)))
12 fofn 6823 . . 3 (𝐹:𝑉onto→(𝑉 / (𝑀 ~QG 𝐺)) → 𝐹 Fn 𝑉)
13 fniniseg2 7082 . . 3 (𝐹 Fn 𝑉 → (𝐹 “ { 0 }) = {𝑦𝑉 ∣ (𝐹𝑦) = 0 })
1411, 12, 133syl 18 . 2 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → (𝐹 “ { 0 }) = {𝑦𝑉 ∣ (𝐹𝑦) = 0 })
15 qusker.1 . . . . . 6 0 = (0g𝑁)
16 eqid 2735 . . . . . . 7 (0g𝑀) = (0g𝑀)
171, 16qus0 19220 . . . . . 6 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → [(0g𝑀)](𝑀 ~QG 𝐺) = (0g𝑁))
1815, 17eqtr4id 2794 . . . . 5 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → 0 = [(0g𝑀)](𝑀 ~QG 𝐺))
19 eceq1 8783 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺) = [𝑦](𝑀 ~QG 𝐺))
20 ecexg 8748 . . . . . . 7 ((𝑀 ~QG 𝐺) ∈ V → [𝑦](𝑀 ~QG 𝐺) ∈ V)
216, 20ax-mp 5 . . . . . 6 [𝑦](𝑀 ~QG 𝐺) ∈ V
2219, 5, 21fvmpt 7016 . . . . 5 (𝑦𝑉 → (𝐹𝑦) = [𝑦](𝑀 ~QG 𝐺))
2318, 22eqeqan12d 2749 . . . 4 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ( 0 = (𝐹𝑦) ↔ [(0g𝑀)](𝑀 ~QG 𝐺) = [𝑦](𝑀 ~QG 𝐺)))
24 eqcom 2742 . . . . 5 ( 0 = (𝐹𝑦) ↔ (𝐹𝑦) = 0 )
2524a1i 11 . . . 4 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ( 0 = (𝐹𝑦) ↔ (𝐹𝑦) = 0 ))
26 simpl 482 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → 𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀))
27 simpr 484 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → 𝑦𝑉)
283, 16grpidcl 18996 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ Grp → (0g𝑀) ∈ 𝑉)
2926, 10, 283syl 18 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → (0g𝑀) ∈ 𝑉)
303subgss 19158 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ (SubGrp‘𝑀) → 𝐺𝑉)
318, 30syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → 𝐺𝑉)
32 eqid 2735 . . . . . . . . . . 11 (invg𝑀) = (invg𝑀)
33 eqid 2735 . . . . . . . . . . 11 (+g𝑀) = (+g𝑀)
34 eqid 2735 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ~QG 𝐺) = (𝑀 ~QG 𝐺)
353, 32, 33, 34eqgval 19208 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ Grp ∧ 𝐺𝑉) → ((0g𝑀)(𝑀 ~QG 𝐺)𝑦 ↔ ((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉 ∧ (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺)))
3610, 31, 35syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → ((0g𝑀)(𝑀 ~QG 𝐺)𝑦 ↔ ((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉 ∧ (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺)))
3736adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ((0g𝑀)(𝑀 ~QG 𝐺)𝑦 ↔ ((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉 ∧ (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺)))
38 df-3an 1088 . . . . . . . . 9 (((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉 ∧ (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺) ↔ (((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉) ∧ (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺))
3938biancomi 462 . . . . . . . 8 (((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉 ∧ (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺) ↔ ((((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺 ∧ ((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉)))
4037, 39bitrdi 287 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ((0g𝑀)(𝑀 ~QG 𝐺)𝑦 ↔ ((((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺 ∧ ((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉))))
4140rbaibd 540 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) ∧ ((0g𝑀) ∈ 𝑉𝑦𝑉)) → ((0g𝑀)(𝑀 ~QG 𝐺)𝑦 ↔ (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺))
4226, 27, 29, 27, 41syl22anc 839 . . . . 5 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ((0g𝑀)(𝑀 ~QG 𝐺)𝑦 ↔ (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺))
433, 34eqger 19209 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ (SubGrp‘𝑀) → (𝑀 ~QG 𝐺) Er 𝑉)
448, 43syl 17 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → (𝑀 ~QG 𝐺) Er 𝑉)
4544adantr 480 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → (𝑀 ~QG 𝐺) Er 𝑉)
4645, 27erth2 8796 . . . . 5 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ((0g𝑀)(𝑀 ~QG 𝐺)𝑦 ↔ [(0g𝑀)](𝑀 ~QG 𝐺) = [𝑦](𝑀 ~QG 𝐺)))
4716, 32grpinvid 19030 . . . . . . . . 9 (𝑀 ∈ Grp → ((invg𝑀)‘(0g𝑀)) = (0g𝑀))
4826, 10, 473syl 18 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ((invg𝑀)‘(0g𝑀)) = (0g𝑀))
4948oveq1d 7446 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) = ((0g𝑀)(+g𝑀)𝑦))
503, 33, 16grplid 18998 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ Grp ∧ 𝑦𝑉) → ((0g𝑀)(+g𝑀)𝑦) = 𝑦)
5110, 50sylan 580 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ((0g𝑀)(+g𝑀)𝑦) = 𝑦)
5249, 51eqtrd 2775 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → (((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) = 𝑦)
5352eleq1d 2824 . . . . 5 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ((((invg𝑀)‘(0g𝑀))(+g𝑀)𝑦) ∈ 𝐺𝑦𝐺))
5442, 46, 533bitr3d 309 . . . 4 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ([(0g𝑀)](𝑀 ~QG 𝐺) = [𝑦](𝑀 ~QG 𝐺) ↔ 𝑦𝐺))
5523, 25, 543bitr3d 309 . . 3 ((𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) ∧ 𝑦𝑉) → ((𝐹𝑦) = 0𝑦𝐺))
5655rabbidva 3440 . 2 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → {𝑦𝑉 ∣ (𝐹𝑦) = 0 } = {𝑦𝑉𝑦𝐺})
57 dfss7 4257 . . 3 (𝐺𝑉 ↔ {𝑦𝑉𝑦𝐺} = 𝐺)
5831, 57sylib 218 . 2 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → {𝑦𝑉𝑦𝐺} = 𝐺)
5914, 56, 583eqtrd 2779 1 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → (𝐹 “ { 0 }) = 𝐺)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  {crab 3433  Vcvv 3478  wss 3963  {csn 4631   class class class wbr 5148  cmpt 5231  ccnv 5688  cima 5692   Fn wfn 6558  ontowfo 6561  cfv 6563  (class class class)co 7431   Er wer 8741  [cec 8742   / cqs 8743  Basecbs 17245  +gcplusg 17298  0gc0g 17486   /s cqus 17552  Grpcgrp 18964  invgcminusg 18965  SubGrpcsubg 19151  NrmSGrpcnsg 19152   ~QG cqg 19153
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-er 8744  df-ec 8746  df-qs 8750  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-sup 9480  df-inf 9481  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-fz 13545  df-struct 17181  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-ip 17316  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-0g 17488  df-imas 17555  df-qus 17556  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-grp 18967  df-minusg 18968  df-subg 19154  df-nsg 19155  df-eqg 19156
This theorem is referenced by:  qusdimsum  33656
  Copyright terms: Public domain W3C validator