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

Theorem subgdisj1 19611
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 + = (+gโ€˜๐บ)
subgdisj.o 0 = (0gโ€˜๐บ)
subgdisj.z ๐‘ = (Cntzโ€˜๐บ)
subgdisj.t (๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ))
subgdisj.u (๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ))
subgdisj.i (๐œ‘ โ†’ (๐‘‡ โˆฉ ๐‘ˆ) = { 0 })
subgdisj.s (๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โІ (๐‘โ€˜๐‘ˆ))
subgdisj.a (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‡)
subgdisj.c (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ ๐‘‡)
subgdisj.b (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘ˆ)
subgdisj.d (๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ๐‘ˆ)
subgdisj.j (๐œ‘ โ†’ (๐ด + ๐ต) = (๐ถ + ๐ท))
Assertion
Ref Expression
subgdisj1 (๐œ‘ โ†’ ๐ด = ๐ถ)

Proof of Theorem subgdisj1
StepHypRef Expression
1 subgdisj.t . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ))
2 subgdisj.a . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‡)
3 subgdisj.c . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ ๐‘‡)
4 eqid 2726 . . . . . . 7 (-gโ€˜๐บ) = (-gโ€˜๐บ)
54subgsubcl 19064 . . . . . 6 ((๐‘‡ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‡ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‡) โ†’ (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) โˆˆ ๐‘‡)
61, 2, 3, 5syl3anc 1368 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) โˆˆ ๐‘‡)
7 subgdisj.j . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐ด + ๐ต) = (๐ถ + ๐ท))
8 subgdisj.s . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โІ (๐‘โ€˜๐‘ˆ))
98, 3sseldd 3978 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘ˆ))
10 subgdisj.b . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘ˆ)
11 subgdisj.p . . . . . . . . . . 11 + = (+gโ€˜๐บ)
12 subgdisj.z . . . . . . . . . . 11 ๐‘ = (Cntzโ€˜๐บ)
1311, 12cntzi 19245 . . . . . . . . . 10 ((๐ถ โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘ˆ) โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘ˆ) โ†’ (๐ถ + ๐ต) = (๐ต + ๐ถ))
149, 10, 13syl2anc 583 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐ถ + ๐ต) = (๐ต + ๐ถ))
157, 14oveq12d 7423 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)(๐ถ + ๐ต)) = ((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)(๐ต + ๐ถ)))
16 subgrcl 19058 . . . . . . . . . 10 (๐‘‡ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โ†’ ๐บ โˆˆ Grp)
171, 16syl 17 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ Grp)
18 eqid 2726 . . . . . . . . . . . . 13 (Baseโ€˜๐บ) = (Baseโ€˜๐บ)
1918subgss 19054 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘‡ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โ†’ ๐‘‡ โІ (Baseโ€˜๐บ))
201, 19syl 17 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โІ (Baseโ€˜๐บ))
2120, 2sseldd 3978 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))
22 subgdisj.u . . . . . . . . . . . 12 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ))
2318subgss 19054 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘ˆ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โ†’ ๐‘ˆ โІ (Baseโ€˜๐บ))
2422, 23syl 17 . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โІ (Baseโ€˜๐บ))
2524, 10sseldd 3978 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))
2618, 11grpcl 18871 . . . . . . . . . 10 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ (Baseโ€˜๐บ) โˆง ๐ต โˆˆ (Baseโ€˜๐บ)) โ†’ (๐ด + ๐ต) โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))
2717, 21, 25, 26syl3anc 1368 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐ด + ๐ต) โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))
2820, 3sseldd 3978 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))
2918, 11, 4grpsubsub4 18961 . . . . . . . . 9 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ((๐ด + ๐ต) โˆˆ (Baseโ€˜๐บ) โˆง ๐ต โˆˆ (Baseโ€˜๐บ) โˆง ๐ถ โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))) โ†’ (((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = ((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)(๐ถ + ๐ต)))
3017, 27, 25, 28, 29syl13anc 1369 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = ((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)(๐ถ + ๐ต)))
317, 27eqeltrrd 2828 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (๐ถ + ๐ท) โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))
3218, 11, 4grpsubsub4 18961 . . . . . . . . 9 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ((๐ถ + ๐ท) โˆˆ (Baseโ€˜๐บ) โˆง ๐ถ โˆˆ (Baseโ€˜๐บ) โˆง ๐ต โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))) โ†’ (((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)๐ถ)(-gโ€˜๐บ)๐ต) = ((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)(๐ต + ๐ถ)))
3317, 31, 28, 25, 32syl13anc 1369 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)๐ถ)(-gโ€˜๐บ)๐ต) = ((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)(๐ต + ๐ถ)))
3415, 30, 333eqtr4d 2776 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = (((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)๐ถ)(-gโ€˜๐บ)๐ต))
3518, 11, 4grppncan 18959 . . . . . . . . 9 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ (Baseโ€˜๐บ) โˆง ๐ต โˆˆ (Baseโ€˜๐บ)) โ†’ ((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ต) = ๐ด)
3617, 21, 25, 35syl3anc 1368 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ต) = ๐ด)
3736oveq1d 7420 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (((๐ด + ๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ต)(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ))
38 subgdisj.d . . . . . . . . . . 11 (๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ๐‘ˆ)
3911, 12cntzi 19245 . . . . . . . . . . 11 ((๐ถ โˆˆ (๐‘โ€˜๐‘ˆ) โˆง ๐ท โˆˆ ๐‘ˆ) โ†’ (๐ถ + ๐ท) = (๐ท + ๐ถ))
409, 38, 39syl2anc 583 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ (๐ถ + ๐ท) = (๐ท + ๐ถ))
4140oveq1d 7420 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = ((๐ท + ๐ถ)(-gโ€˜๐บ)๐ถ))
4224, 38sseldd 3978 . . . . . . . . . 10 (๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ (Baseโ€˜๐บ))
4318, 11, 4grppncan 18959 . . . . . . . . . 10 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ท โˆˆ (Baseโ€˜๐บ) โˆง ๐ถ โˆˆ (Baseโ€˜๐บ)) โ†’ ((๐ท + ๐ถ)(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = ๐ท)
4417, 42, 28, 43syl3anc 1368 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ((๐ท + ๐ถ)(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = ๐ท)
4541, 44eqtrd 2766 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = ๐ท)
4645oveq1d 7420 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (((๐ถ + ๐ท)(-gโ€˜๐บ)๐ถ)(-gโ€˜๐บ)๐ต) = (๐ท(-gโ€˜๐บ)๐ต))
4734, 37, 463eqtr3d 2774 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = (๐ท(-gโ€˜๐บ)๐ต))
484subgsubcl 19064 . . . . . . 7 ((๐‘ˆ โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โˆง ๐ท โˆˆ ๐‘ˆ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘ˆ) โ†’ (๐ท(-gโ€˜๐บ)๐ต) โˆˆ ๐‘ˆ)
4922, 38, 10, 48syl3anc 1368 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (๐ท(-gโ€˜๐บ)๐ต) โˆˆ ๐‘ˆ)
5047, 49eqeltrd 2827 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) โˆˆ ๐‘ˆ)
516, 50elind 4189 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) โˆˆ (๐‘‡ โˆฉ ๐‘ˆ))
52 subgdisj.i . . . 4 (๐œ‘ โ†’ (๐‘‡ โˆฉ ๐‘ˆ) = { 0 })
5351, 52eleqtrd 2829 . . 3 (๐œ‘ โ†’ (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) โˆˆ { 0 })
54 elsni 4640 . . 3 ((๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) โˆˆ { 0 } โ†’ (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = 0 )
5553, 54syl 17 . 2 (๐œ‘ โ†’ (๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = 0 )
56 subgdisj.o . . . 4 0 = (0gโ€˜๐บ)
5718, 56, 4grpsubeq0 18954 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ (Baseโ€˜๐บ) โˆง ๐ถ โˆˆ (Baseโ€˜๐บ)) โ†’ ((๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = 0 โ†” ๐ด = ๐ถ))
5817, 21, 28, 57syl3anc 1368 . 2 (๐œ‘ โ†’ ((๐ด(-gโ€˜๐บ)๐ถ) = 0 โ†” ๐ด = ๐ถ))
5955, 58mpbid 231 1 (๐œ‘ โ†’ ๐ด = ๐ถ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098   โˆฉ cin 3942   โІ wss 3943  {csn 4623  โ€˜cfv 6537  (class class class)co 7405  Basecbs 17153  +gcplusg 17206  0gc0g 17394  Grpcgrp 18863  -gcsg 18865  SubGrpcsubg 19047  Cntzccntz 19231
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-2 12279  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-0g 17396  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-sbg 18868  df-subg 19050  df-cntz 19233
This theorem is referenced by:  subgdisj2  19612  subgdisjb  19613  lvecindp  20989
  Copyright terms: Public domain W3C validator