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Description: A singleton family is an internal direct product, the product of which is the given subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016)
| Ref | Expression | ||
|---|---|---|---|
| Hypotheses | dmdprdpr.z | ⊢ 𝑍 = ( Cntz ‘ 𝐺 ) | |
| dmdprdpr.0 | ⊢ 0 = ( 0g ‘ 𝐺 ) | ||
| dmdprdpr.s | ⊢ ( 𝜑 → 𝑆 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) | ||
| dmdprdpr.t | ⊢ ( 𝜑 → 𝑇 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) | ||
| Assertion | dmdprdpr | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↔ ( 𝑆 ⊆ ( 𝑍 ‘ 𝑇 ) ∧ ( 𝑆 ∩ 𝑇 ) = { 0 } ) ) ) |
| Step | Hyp | Ref | Expression |
|---|---|---|---|
| 1 | dmdprdpr.z | ⊢ 𝑍 = ( Cntz ‘ 𝐺 ) | |
| 2 | dmdprdpr.0 | ⊢ 0 = ( 0g ‘ 𝐺 ) | |
| 3 | dmdprdpr.s | ⊢ ( 𝜑 → 𝑆 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) | |
| 4 | dmdprdpr.t | ⊢ ( 𝜑 → 𝑇 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) | |
| 5 | 0ex | ⊢ ∅ ∈ V | |
| 6 | dprdsn | ⊢ ( ( ∅ ∈ V ∧ 𝑆 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ∧ ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) = 𝑆 ) ) | |
| 7 | 5 3 6 | sylancr | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ∧ ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) = 𝑆 ) ) |
| 8 | 7 | simpld | ⊢ ( 𝜑 → 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) |
| 9 | xpscf | ⊢ ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } : 2o ⟶ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ↔ ( 𝑆 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ∧ 𝑇 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) ) | |
| 10 | 3 4 9 | sylanbrc | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } : 2o ⟶ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) |
| 11 | 10 | ffnd | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } Fn 2o ) |
| 12 | 5 | prid1 | ⊢ ∅ ∈ { ∅ , 1o } |
| 13 | df2o3 | ⊢ 2o = { ∅ , 1o } | |
| 14 | 12 13 | eleqtrri | ⊢ ∅ ∈ 2o |
| 15 | fnressn | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } Fn 2o ∧ ∅ ∈ 2o ) → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) = { 〈 ∅ , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) 〉 } ) | |
| 16 | 11 14 15 | sylancl | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) = { 〈 ∅ , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) 〉 } ) |
| 17 | fvpr0o | ⊢ ( 𝑆 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) = 𝑆 ) | |
| 18 | 3 17 | syl | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) = 𝑆 ) |
| 19 | 18 | opeq2d | ⊢ ( 𝜑 → 〈 ∅ , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) 〉 = 〈 ∅ , 𝑆 〉 ) |
| 20 | 19 | sneqd | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 ∅ , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) 〉 } = { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) |
| 21 | 16 20 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) = { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) |
| 22 | 8 21 | breqtrrd | ⊢ ( 𝜑 → 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) |
| 23 | 1on | ⊢ 1o ∈ On | |
| 24 | dprdsn | ⊢ ( ( 1o ∈ On ∧ 𝑇 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) → ( 𝐺 dom DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ∧ ( 𝐺 DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = 𝑇 ) ) | |
| 25 | 23 4 24 | sylancr | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ∧ ( 𝐺 DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = 𝑇 ) ) |
| 26 | 25 | simpld | ⊢ ( 𝜑 → 𝐺 dom DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) |
| 27 | 1oex | ⊢ 1o ∈ V | |
| 28 | 27 | prid2 | ⊢ 1o ∈ { ∅ , 1o } |
| 29 | 28 13 | eleqtrri | ⊢ 1o ∈ 2o |
| 30 | fnressn | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } Fn 2o ∧ 1o ∈ 2o ) → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) = { 〈 1o , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) 〉 } ) | |
| 31 | 11 29 30 | sylancl | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) = { 〈 1o , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) 〉 } ) |
| 32 | fvpr1o | ⊢ ( 𝑇 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) = 𝑇 ) | |
| 33 | 4 32 | syl | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) = 𝑇 ) |
| 34 | 33 | opeq2d | ⊢ ( 𝜑 → 〈 1o , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) 〉 = 〈 1o , 𝑇 〉 ) |
| 35 | 34 | sneqd | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 1o , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) 〉 } = { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) |
| 36 | 31 35 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) = { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) |
| 37 | 26 36 | breqtrrd | ⊢ ( 𝜑 → 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) |
| 38 | 1n0 | ⊢ 1o ≠ ∅ | |
| 39 | 38 | necomi | ⊢ ∅ ≠ 1o |
| 40 | disjsn2 | ⊢ ( ∅ ≠ 1o → ( { ∅ } ∩ { 1o } ) = ∅ ) | |
| 41 | 39 40 | mp1i | ⊢ ( 𝜑 → ( { ∅ } ∩ { 1o } ) = ∅ ) |
| 42 | df-pr | ⊢ { ∅ , 1o } = ( { ∅ } ∪ { 1o } ) | |
| 43 | 13 42 | eqtri | ⊢ 2o = ( { ∅ } ∪ { 1o } ) |
| 44 | 43 | a1i | ⊢ ( 𝜑 → 2o = ( { ∅ } ∪ { 1o } ) ) |
| 45 | 10 41 44 1 2 | dmdprdsplit | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↔ ( ( 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ∧ 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ∧ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ) ) ) |
| 46 | 3anass | ⊢ ( ( ( 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ∧ 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ∧ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ) ↔ ( ( 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ∧ 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ) ) ) | |
| 47 | 45 46 | bitrdi | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↔ ( ( 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ∧ 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ) ) ) ) |
| 48 | 47 | baibd | ⊢ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ∧ 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↔ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ) ) ) |
| 49 | 48 | ex | ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ∧ 𝐺 dom DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↔ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ) ) ) ) |
| 50 | 22 37 49 | mp2and | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↔ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ) ) ) |
| 51 | 21 | oveq2d | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) = ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) ) |
| 52 | 7 | simprd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) = 𝑆 ) |
| 53 | 51 52 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) = 𝑆 ) |
| 54 | 36 | oveq2d | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) = ( 𝐺 DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) ) |
| 55 | 25 | simprd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = 𝑇 ) |
| 56 | 54 55 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) = 𝑇 ) |
| 57 | 56 | fveq2d | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = ( 𝑍 ‘ 𝑇 ) ) |
| 58 | 53 57 | sseq12d | ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ↔ 𝑆 ⊆ ( 𝑍 ‘ 𝑇 ) ) ) |
| 59 | 53 56 | ineq12d | ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = ( 𝑆 ∩ 𝑇 ) ) |
| 60 | 59 | eqeq1d | ⊢ ( 𝜑 → ( ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ↔ ( 𝑆 ∩ 𝑇 ) = { 0 } ) ) |
| 61 | 58 60 | anbi12d | ⊢ ( 𝜑 → ( ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊆ ( 𝑍 ‘ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ∧ ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ∩ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = { 0 } ) ↔ ( 𝑆 ⊆ ( 𝑍 ‘ 𝑇 ) ∧ ( 𝑆 ∩ 𝑇 ) = { 0 } ) ) ) |
| 62 | 50 61 | bitrd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↔ ( 𝑆 ⊆ ( 𝑍 ‘ 𝑇 ) ∧ ( 𝑆 ∩ 𝑇 ) = { 0 } ) ) ) |