MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  subgdisj1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem subgdisj1 18817
Description: Vectors belonging to disjoint commuting subgroups are uniquely determined by their sum. (Contributed by NM, 2-Apr-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
subgdisj.p + = (+g𝐺)
subgdisj.o 0 = (0g𝐺)
subgdisj.z 𝑍 = (Cntz‘𝐺)
subgdisj.t (𝜑𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
subgdisj.u (𝜑𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
subgdisj.i (𝜑 → (𝑇𝑈) = { 0 })
subgdisj.s (𝜑𝑇 ⊆ (𝑍𝑈))
subgdisj.a (𝜑𝐴𝑇)
subgdisj.c (𝜑𝐶𝑇)
subgdisj.b (𝜑𝐵𝑈)
subgdisj.d (𝜑𝐷𝑈)
subgdisj.j (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) = (𝐶 + 𝐷))
Assertion
Ref Expression
subgdisj1 (𝜑𝐴 = 𝐶)

Proof of Theorem subgdisj1
StepHypRef Expression
1 subgdisj.t . . . . . 6 (𝜑𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
2 subgdisj.a . . . . . 6 (𝜑𝐴𝑇)
3 subgdisj.c . . . . . 6 (𝜑𝐶𝑇)
4 eqid 2824 . . . . . . 7 (-g𝐺) = (-g𝐺)
54subgsubcl 18290 . . . . . 6 ((𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑇𝐶𝑇) → (𝐴(-g𝐺)𝐶) ∈ 𝑇)
61, 2, 3, 5syl3anc 1368 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴(-g𝐺)𝐶) ∈ 𝑇)
7 subgdisj.j . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) = (𝐶 + 𝐷))
8 subgdisj.s . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑇 ⊆ (𝑍𝑈))
98, 3sseldd 3954 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐶 ∈ (𝑍𝑈))
10 subgdisj.b . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵𝑈)
11 subgdisj.p . . . . . . . . . . 11 + = (+g𝐺)
12 subgdisj.z . . . . . . . . . . 11 𝑍 = (Cntz‘𝐺)
1311, 12cntzi 18459 . . . . . . . . . 10 ((𝐶 ∈ (𝑍𝑈) ∧ 𝐵𝑈) → (𝐶 + 𝐵) = (𝐵 + 𝐶))
149, 10, 13syl2anc 587 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 + 𝐵) = (𝐵 + 𝐶))
157, 14oveq12d 7167 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)(𝐶 + 𝐵)) = ((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)(𝐵 + 𝐶)))
16 subgrcl 18284 . . . . . . . . . 10 (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
171, 16syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐺 ∈ Grp)
18 eqid 2824 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
1918subgss 18280 . . . . . . . . . . . 12 (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑇 ⊆ (Base‘𝐺))
201, 19syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑇 ⊆ (Base‘𝐺))
2120, 2sseldd 3954 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐴 ∈ (Base‘𝐺))
22 subgdisj.u . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺))
2318subgss 18280 . . . . . . . . . . . 12 (𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑈 ⊆ (Base‘𝐺))
2422, 23syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑈 ⊆ (Base‘𝐺))
2524, 10sseldd 3954 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐵 ∈ (Base‘𝐺))
2618, 11grpcl 18111 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝐺)) → (𝐴 + 𝐵) ∈ (Base‘𝐺))
2717, 21, 25, 26syl3anc 1368 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐴 + 𝐵) ∈ (Base‘𝐺))
2820, 3sseldd 3954 . . . . . . . . 9 (𝜑𝐶 ∈ (Base‘𝐺))
2918, 11, 4grpsubsub4 18192 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ((𝐴 + 𝐵) ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Base‘𝐺))) → (((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)𝐵)(-g𝐺)𝐶) = ((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)(𝐶 + 𝐵)))
3017, 27, 25, 28, 29syl13anc 1369 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)𝐵)(-g𝐺)𝐶) = ((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)(𝐶 + 𝐵)))
317, 27eqeltrrd 2917 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐶 + 𝐷) ∈ (Base‘𝐺))
3218, 11, 4grpsubsub4 18192 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ((𝐶 + 𝐷) ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝐺))) → (((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)𝐶)(-g𝐺)𝐵) = ((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)(𝐵 + 𝐶)))
3317, 31, 28, 25, 32syl13anc 1369 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)𝐶)(-g𝐺)𝐵) = ((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)(𝐵 + 𝐶)))
3415, 30, 333eqtr4d 2869 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)𝐵)(-g𝐺)𝐶) = (((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)𝐶)(-g𝐺)𝐵))
3518, 11, 4grppncan 18190 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝐺)) → ((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)𝐵) = 𝐴)
3617, 21, 25, 35syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)𝐵) = 𝐴)
3736oveq1d 7164 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐴 + 𝐵)(-g𝐺)𝐵)(-g𝐺)𝐶) = (𝐴(-g𝐺)𝐶))
38 subgdisj.d . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐷𝑈)
3911, 12cntzi 18459 . . . . . . . . . . 11 ((𝐶 ∈ (𝑍𝑈) ∧ 𝐷𝑈) → (𝐶 + 𝐷) = (𝐷 + 𝐶))
409, 38, 39syl2anc 587 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝐶 + 𝐷) = (𝐷 + 𝐶))
4140oveq1d 7164 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)𝐶) = ((𝐷 + 𝐶)(-g𝐺)𝐶))
4224, 38sseldd 3954 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐷 ∈ (Base‘𝐺))
4318, 11, 4grppncan 18190 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐷 ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Base‘𝐺)) → ((𝐷 + 𝐶)(-g𝐺)𝐶) = 𝐷)
4417, 42, 28, 43syl3anc 1368 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐷 + 𝐶)(-g𝐺)𝐶) = 𝐷)
4541, 44eqtrd 2859 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)𝐶) = 𝐷)
4645oveq1d 7164 . . . . . . 7 (𝜑 → (((𝐶 + 𝐷)(-g𝐺)𝐶)(-g𝐺)𝐵) = (𝐷(-g𝐺)𝐵))
4734, 37, 463eqtr3d 2867 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴(-g𝐺)𝐶) = (𝐷(-g𝐺)𝐵))
484subgsubcl 18290 . . . . . . 7 ((𝑈 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐷𝑈𝐵𝑈) → (𝐷(-g𝐺)𝐵) ∈ 𝑈)
4922, 38, 10, 48syl3anc 1368 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷(-g𝐺)𝐵) ∈ 𝑈)
5047, 49eqeltrd 2916 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴(-g𝐺)𝐶) ∈ 𝑈)
516, 50elind 4156 . . . 4 (𝜑 → (𝐴(-g𝐺)𝐶) ∈ (𝑇𝑈))
52 subgdisj.i . . . 4 (𝜑 → (𝑇𝑈) = { 0 })
5351, 52eleqtrd 2918 . . 3 (𝜑 → (𝐴(-g𝐺)𝐶) ∈ { 0 })
54 elsni 4567 . . 3 ((𝐴(-g𝐺)𝐶) ∈ { 0 } → (𝐴(-g𝐺)𝐶) = 0 )
5553, 54syl 17 . 2 (𝜑 → (𝐴(-g𝐺)𝐶) = 0 )
56 subgdisj.o . . . 4 0 = (0g𝐺)
5718, 56, 4grpsubeq0 18185 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝐺) ∧ 𝐶 ∈ (Base‘𝐺)) → ((𝐴(-g𝐺)𝐶) = 0𝐴 = 𝐶))
5817, 21, 28, 57syl3anc 1368 . 2 (𝜑 → ((𝐴(-g𝐺)𝐶) = 0𝐴 = 𝐶))
5955, 58mpbid 235 1 (𝜑𝐴 = 𝐶)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209   = wceq 1538  wcel 2115  cin 3918  wss 3919  {csn 4550  cfv 6343  (class class class)co 7149  Basecbs 16483  +gcplusg 16565  0gc0g 16713  Grpcgrp 18103  -gcsg 18105  SubGrpcsubg 18273  Cntzccntz 18445
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2796  ax-rep 5176  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7455  ax-cnex 10591  ax-resscn 10592  ax-1cn 10593  ax-icn 10594  ax-addcl 10595  ax-addrcl 10596  ax-mulcl 10597  ax-mulrcl 10598  ax-mulcom 10599  ax-addass 10600  ax-mulass 10601  ax-distr 10602  ax-i2m1 10603  ax-1ne0 10604  ax-1rid 10605  ax-rnegex 10606  ax-rrecex 10607  ax-cnre 10608  ax-pre-lttri 10609  ax-pre-lttrn 10610  ax-pre-ltadd 10611  ax-pre-mulgt0 10612
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rmo 3141  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-pss 3938  df-nul 4277  df-if 4451  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-tp 4555  df-op 4557  df-uni 4825  df-iun 4907  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5447  df-eprel 5452  df-po 5461  df-so 5462  df-fr 5501  df-we 5503  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-pred 6135  df-ord 6181  df-on 6182  df-lim 6183  df-suc 6184  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-om 7575  df-1st 7684  df-2nd 7685  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-er 8285  df-en 8506  df-dom 8507  df-sdom 8508  df-pnf 10675  df-mnf 10676  df-xr 10677  df-ltxr 10678  df-le 10679  df-sub 10870  df-neg 10871  df-nn 11635  df-2 11697  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-ress 16491  df-plusg 16578  df-0g 16715  df-mgm 17852  df-sgrp 17901  df-mnd 17912  df-grp 18106  df-minusg 18107  df-sbg 18108  df-subg 18276  df-cntz 18447
This theorem is referenced by:  subgdisj2  18818  subgdisjb  18819  lvecindp  19910
  Copyright terms: Public domain W3C validator