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

Theorem quslmod 33366
Description: If 𝐺 is a submodule in 𝑀, then 𝑁 = 𝑀 / 𝐺 is a left module, called the quotient module of 𝑀 by 𝐺. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-May-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
quslmod.n 𝑁 = (𝑀 /s (𝑀 ~QG 𝐺))
quslmod.v 𝑉 = (Base‘𝑀)
quslmod.1 (𝜑𝑀 ∈ LMod)
quslmod.2 (𝜑𝐺 ∈ (LSubSp‘𝑀))
Assertion
Ref Expression
quslmod (𝜑𝑁 ∈ LMod)

Proof of Theorem quslmod
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑘 𝑝 𝑞 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 quslmod.n . . . 4 𝑁 = (𝑀 /s (𝑀 ~QG 𝐺))
21a1i 11 . . 3 (𝜑𝑁 = (𝑀 /s (𝑀 ~QG 𝐺)))
3 quslmod.v . . . 4 𝑉 = (Base‘𝑀)
43a1i 11 . . 3 (𝜑𝑉 = (Base‘𝑀))
5 eqid 2735 . . 3 (𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺)) = (𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))
6 ovexd 7466 . . 3 (𝜑 → (𝑀 ~QG 𝐺) ∈ V)
7 quslmod.1 . . 3 (𝜑𝑀 ∈ LMod)
82, 4, 5, 6, 7qusval 17589 . 2 (𝜑𝑁 = ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺)) “s 𝑀))
9 eqid 2735 . 2 (Base‘(Scalar‘𝑀)) = (Base‘(Scalar‘𝑀))
10 eqid 2735 . 2 (+g𝑀) = (+g𝑀)
11 eqid 2735 . 2 ( ·𝑠𝑀) = ( ·𝑠𝑀)
12 eqid 2735 . 2 (0g𝑀) = (0g𝑀)
132, 4, 5, 6, 7quslem 17590 . 2 (𝜑 → (𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺)):𝑉onto→(𝑉 / (𝑀 ~QG 𝐺)))
14 quslmod.2 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ (LSubSp‘𝑀))
15 eqid 2735 . . . . . 6 (LSubSp‘𝑀) = (LSubSp‘𝑀)
1615lsssubg 20973 . . . . 5 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝐺 ∈ (LSubSp‘𝑀)) → 𝐺 ∈ (SubGrp‘𝑀))
177, 14, 16syl2anc 584 . . . 4 (𝜑𝐺 ∈ (SubGrp‘𝑀))
18 eqid 2735 . . . . 5 (𝑀 ~QG 𝐺) = (𝑀 ~QG 𝐺)
193, 18eqger 19209 . . . 4 (𝐺 ∈ (SubGrp‘𝑀) → (𝑀 ~QG 𝐺) Er 𝑉)
2017, 19syl 17 . . 3 (𝜑 → (𝑀 ~QG 𝐺) Er 𝑉)
213fvexi 6921 . . . 4 𝑉 ∈ V
2221a1i 11 . . 3 (𝜑𝑉 ∈ V)
23 lmodgrp 20882 . . . . . 6 (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ Grp)
247, 23syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑀 ∈ Grp)
2524adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑉𝑞𝑉)) → 𝑀 ∈ Grp)
26 simprl 771 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑉𝑞𝑉)) → 𝑝𝑉)
27 simprr 773 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑉𝑞𝑉)) → 𝑞𝑉)
283, 10grpcl 18972 . . . 4 ((𝑀 ∈ Grp ∧ 𝑝𝑉𝑞𝑉) → (𝑝(+g𝑀)𝑞) ∈ 𝑉)
2925, 26, 27, 28syl3anc 1370 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑝𝑉𝑞𝑉)) → (𝑝(+g𝑀)𝑞) ∈ 𝑉)
30 lmodabl 20924 . . . . . 6 (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ Abel)
31 ablnsg 19880 . . . . . 6 (𝑀 ∈ Abel → (NrmSGrp‘𝑀) = (SubGrp‘𝑀))
327, 30, 313syl 18 . . . . 5 (𝜑 → (NrmSGrp‘𝑀) = (SubGrp‘𝑀))
3317, 32eleqtrrd 2842 . . . 4 (𝜑𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀))
343, 18, 10eqgcpbl 19213 . . . 4 (𝐺 ∈ (NrmSGrp‘𝑀) → ((𝑎(𝑀 ~QG 𝐺)𝑝𝑏(𝑀 ~QG 𝐺)𝑞) → (𝑎(+g𝑀)𝑏)(𝑀 ~QG 𝐺)(𝑝(+g𝑀)𝑞)))
3533, 34syl 17 . . 3 (𝜑 → ((𝑎(𝑀 ~QG 𝐺)𝑝𝑏(𝑀 ~QG 𝐺)𝑞) → (𝑎(+g𝑀)𝑏)(𝑀 ~QG 𝐺)(𝑝(+g𝑀)𝑞)))
3620, 22, 5, 29, 35ercpbl 17596 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑉𝑏𝑉) ∧ (𝑝𝑉𝑞𝑉)) → ((((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘𝑎) = ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘𝑝) ∧ ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘𝑏) = ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘𝑞)) → ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘(𝑎(+g𝑀)𝑏)) = ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘(𝑝(+g𝑀)𝑞))))
377adantr 480 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑎𝑉𝑏𝑉)) → 𝑀 ∈ LMod)
3814adantr 480 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑎𝑉𝑏𝑉)) → 𝐺 ∈ (LSubSp‘𝑀))
39 simpr1 1193 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑎𝑉𝑏𝑉)) → 𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)))
40 eqid 2735 . . 3 ( ·𝑠𝑁) = ( ·𝑠𝑁)
41 simpr2 1194 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑎𝑉𝑏𝑉)) → 𝑎𝑉)
42 simpr3 1195 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑎𝑉𝑏𝑉)) → 𝑏𝑉)
433, 18, 9, 11, 37, 38, 39, 1, 40, 5, 41, 42qusvscpbl 33359 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑎𝑉𝑏𝑉)) → (((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘𝑎) = ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘𝑏) → ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘(𝑘( ·𝑠𝑀)𝑎)) = ((𝑥𝑉 ↦ [𝑥](𝑀 ~QG 𝐺))‘(𝑘( ·𝑠𝑀)𝑏))))
448, 3, 9, 10, 11, 12, 13, 36, 43, 7imaslmod 33361 1 (𝜑𝑁 ∈ LMod)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  Vcvv 3478   class class class wbr 5148  cmpt 5231  cfv 6563  (class class class)co 7431   Er wer 8741  [cec 8742   / cqs 8743  Basecbs 17245  +gcplusg 17298  Scalarcsca 17301   ·𝑠 cvsca 17302  0gc0g 17486   /s cqus 17552  Grpcgrp 18964  SubGrpcsubg 19151  NrmSGrpcnsg 19152   ~QG cqg 19153  Abelcabl 19814  LModclmod 20875  LSubSpclss 20947
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-sbg 18969  df-subg 19154  df-nsg 19155  df-eqg 19156  df-cmn 19815  df-abl 19816  df-mgp 20153  df-rng 20171  df-ur 20200  df-ring 20253  df-lmod 20877  df-lss 20948
This theorem is referenced by:  quslmhm  33367  quslvec  33368  lmhmqusker  33425
  Copyright terms: Public domain W3C validator