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

Theorem subgtgp 24129
Description: A subgroup of a topological group is a topological group. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Sep-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
subgtgp.h 𝐻 = (𝐺s 𝑆)
Assertion
Ref Expression
subgtgp ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐻 ∈ TopGrp)

Proof of Theorem subgtgp
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 subgtgp.h . . . 4 𝐻 = (𝐺s 𝑆)
21subggrp 19160 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐻 ∈ Grp)
32adantl 481 . 2 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐻 ∈ Grp)
4 tgptmd 24103 . . 3 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝐺 ∈ TopMnd)
5 subgsubm 19179 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ∈ (SubMnd‘𝐺))
61submtmd 24128 . . 3 ((𝐺 ∈ TopMnd ∧ 𝑆 ∈ (SubMnd‘𝐺)) → 𝐻 ∈ TopMnd)
74, 5, 6syl2an 596 . 2 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐻 ∈ TopMnd)
81subgbas 19161 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 = (Base‘𝐻))
98adantl 481 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 = (Base‘𝐻))
109mpteq1d 5243 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑥𝑆 ↦ ((invg𝐻)‘𝑥)) = (𝑥 ∈ (Base‘𝐻) ↦ ((invg𝐻)‘𝑥)))
11 eqid 2735 . . . . . . . 8 (invg𝐺) = (invg𝐺)
12 eqid 2735 . . . . . . . 8 (invg𝐻) = (invg𝐻)
131, 11, 12subginv 19164 . . . . . . 7 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆) → ((invg𝐺)‘𝑥) = ((invg𝐻)‘𝑥))
1413adantll 714 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥𝑆) → ((invg𝐺)‘𝑥) = ((invg𝐻)‘𝑥))
1514mpteq2dva 5248 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑥𝑆 ↦ ((invg𝐺)‘𝑥)) = (𝑥𝑆 ↦ ((invg𝐻)‘𝑥)))
16 eqid 2735 . . . . . . . 8 (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
1716, 12grpinvf 19017 . . . . . . 7 (𝐻 ∈ Grp → (invg𝐻):(Base‘𝐻)⟶(Base‘𝐻))
183, 17syl 17 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (invg𝐻):(Base‘𝐻)⟶(Base‘𝐻))
1918feqmptd 6977 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (invg𝐻) = (𝑥 ∈ (Base‘𝐻) ↦ ((invg𝐻)‘𝑥)))
2010, 15, 193eqtr4rd 2786 . . . 4 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (invg𝐻) = (𝑥𝑆 ↦ ((invg𝐺)‘𝑥)))
21 eqid 2735 . . . . 5 ((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) = ((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆)
22 eqid 2735 . . . . . . 7 (TopOpen‘𝐺) = (TopOpen‘𝐺)
23 eqid 2735 . . . . . . 7 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
2422, 23tgptopon 24106 . . . . . 6 (𝐺 ∈ TopGrp → (TopOpen‘𝐺) ∈ (TopOn‘(Base‘𝐺)))
2524adantr 480 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (TopOpen‘𝐺) ∈ (TopOn‘(Base‘𝐺)))
2623subgss 19158 . . . . . 6 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ⊆ (Base‘𝐺))
2726adantl 481 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 ⊆ (Base‘𝐺))
28 tgpgrp 24102 . . . . . . . . 9 (𝐺 ∈ TopGrp → 𝐺 ∈ Grp)
2928adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐺 ∈ Grp)
3023, 11grpinvf 19017 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → (invg𝐺):(Base‘𝐺)⟶(Base‘𝐺))
3129, 30syl 17 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (invg𝐺):(Base‘𝐺)⟶(Base‘𝐺))
3231feqmptd 6977 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (invg𝐺) = (𝑥 ∈ (Base‘𝐺) ↦ ((invg𝐺)‘𝑥)))
3322, 11tgpinv 24109 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ TopGrp → (invg𝐺) ∈ ((TopOpen‘𝐺) Cn (TopOpen‘𝐺)))
3433adantr 480 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (invg𝐺) ∈ ((TopOpen‘𝐺) Cn (TopOpen‘𝐺)))
3532, 34eqeltrrd 2840 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑥 ∈ (Base‘𝐺) ↦ ((invg𝐺)‘𝑥)) ∈ ((TopOpen‘𝐺) Cn (TopOpen‘𝐺)))
3621, 25, 27, 35cnmpt1res 23700 . . . 4 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝑥𝑆 ↦ ((invg𝐺)‘𝑥)) ∈ (((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) Cn (TopOpen‘𝐺)))
3720, 36eqeltrd 2839 . . 3 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (invg𝐻) ∈ (((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) Cn (TopOpen‘𝐺)))
3818frnd 6745 . . . . 5 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ran (invg𝐻) ⊆ (Base‘𝐻))
3938, 9sseqtrrd 4037 . . . 4 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ran (invg𝐻) ⊆ 𝑆)
40 cnrest2 23310 . . . 4 (((TopOpen‘𝐺) ∈ (TopOn‘(Base‘𝐺)) ∧ ran (invg𝐻) ⊆ 𝑆𝑆 ⊆ (Base‘𝐺)) → ((invg𝐻) ∈ (((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) Cn (TopOpen‘𝐺)) ↔ (invg𝐻) ∈ (((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) Cn ((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆))))
4125, 39, 27, 40syl3anc 1370 . . 3 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((invg𝐻) ∈ (((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) Cn (TopOpen‘𝐺)) ↔ (invg𝐻) ∈ (((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) Cn ((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆))))
4237, 41mpbid 232 . 2 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (invg𝐻) ∈ (((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) Cn ((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆)))
431, 22resstopn 23210 . . 3 ((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) = (TopOpen‘𝐻)
4443, 12istgp 24101 . 2 (𝐻 ∈ TopGrp ↔ (𝐻 ∈ Grp ∧ 𝐻 ∈ TopMnd ∧ (invg𝐻) ∈ (((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆) Cn ((TopOpen‘𝐺) ↾t 𝑆))))
453, 7, 42, 44syl3anbrc 1342 1 ((𝐺 ∈ TopGrp ∧ 𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝐻 ∈ TopGrp)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1537  wcel 2106  wss 3963  cmpt 5231  ran crn 5690  wf 6559  cfv 6563  (class class class)co 7431  Basecbs 17245  s cress 17274  t crest 17467  TopOpenctopn 17468  SubMndcsubmnd 18808  Grpcgrp 18964  invgcminusg 18965  SubGrpcsubg 19151  TopOnctopon 22932   Cn ccn 23248  TopMndctmd 24094  TopGrpctgp 24095
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-op 4638  df-uni 4913  df-int 4952  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-er 8744  df-map 8867  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fi 9449  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-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-tset 17317  df-rest 17469  df-topn 17470  df-0g 17488  df-topgen 17490  df-plusf 18665  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-submnd 18810  df-grp 18967  df-minusg 18968  df-subg 19154  df-top 22916  df-topon 22933  df-topsp 22955  df-bases 22969  df-cn 23251  df-tx 23586  df-tmd 24096  df-tgp 24097
This theorem is referenced by:  qqhcn  33954
  Copyright terms: Public domain W3C validator