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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, 26-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 ) ) | ||
| dprdpr.s | ⊢ ⊕ = ( LSSum ‘ 𝐺 ) | ||
| dprdpr.1 | ⊢ ( 𝜑 → 𝑆 ⊆ ( 𝑍 ‘ 𝑇 ) ) | ||
| dprdpr.2 | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑆 ∩ 𝑇 ) = { 0 } ) | ||
| Assertion | dprdpr | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = ( 𝑆 ⊕ 𝑇 ) ) |
| 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 | dprdpr.s | ⊢ ⊕ = ( LSSum ‘ 𝐺 ) | |
| 6 | dprdpr.1 | ⊢ ( 𝜑 → 𝑆 ⊆ ( 𝑍 ‘ 𝑇 ) ) | |
| 7 | dprdpr.2 | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝑆 ∩ 𝑇 ) = { 0 } ) | |
| 8 | xpscf | ⊢ ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } : 2o ⟶ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ↔ ( 𝑆 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ∧ 𝑇 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) ) | |
| 9 | 3 4 8 | sylanbrc | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } : 2o ⟶ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) |
| 10 | 1n0 | ⊢ 1o ≠ ∅ | |
| 11 | 10 | necomi | ⊢ ∅ ≠ 1o |
| 12 | disjsn2 | ⊢ ( ∅ ≠ 1o → ( { ∅ } ∩ { 1o } ) = ∅ ) | |
| 13 | 11 12 | mp1i | ⊢ ( 𝜑 → ( { ∅ } ∩ { 1o } ) = ∅ ) |
| 14 | df2o3 | ⊢ 2o = { ∅ , 1o } | |
| 15 | df-pr | ⊢ { ∅ , 1o } = ( { ∅ } ∪ { 1o } ) | |
| 16 | 14 15 | eqtri | ⊢ 2o = ( { ∅ } ∪ { 1o } ) |
| 17 | 16 | a1i | ⊢ ( 𝜑 → 2o = ( { ∅ } ∪ { 1o } ) ) |
| 18 | 1 2 3 4 | dmdprdpr | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↔ ( 𝑆 ⊆ ( 𝑍 ‘ 𝑇 ) ∧ ( 𝑆 ∩ 𝑇 ) = { 0 } ) ) ) |
| 19 | 6 7 18 | mpbir2and | ⊢ ( 𝜑 → 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ) |
| 20 | 9 13 17 5 19 | dprdsplit | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊕ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) ) |
| 21 | 9 | ffnd | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } Fn 2o ) |
| 22 | 0ex | ⊢ ∅ ∈ V | |
| 23 | 22 | prid1 | ⊢ ∅ ∈ { ∅ , 1o } |
| 24 | 23 14 | eleqtrri | ⊢ ∅ ∈ 2o |
| 25 | fnressn | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } Fn 2o ∧ ∅ ∈ 2o ) → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) = { 〈 ∅ , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) 〉 } ) | |
| 26 | 21 24 25 | sylancl | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) = { 〈 ∅ , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) 〉 } ) |
| 27 | fvpr0o | ⊢ ( 𝑆 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) = 𝑆 ) | |
| 28 | 3 27 | syl | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) = 𝑆 ) |
| 29 | 28 | opeq2d | ⊢ ( 𝜑 → 〈 ∅ , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) 〉 = 〈 ∅ , 𝑆 〉 ) |
| 30 | 29 | sneqd | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 ∅ , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ ∅ ) 〉 } = { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) |
| 31 | 26 30 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) = { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) |
| 32 | 31 | oveq2d | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) = ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) ) |
| 33 | dprdsn | ⊢ ( ( ∅ ∈ V ∧ 𝑆 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ∧ ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) = 𝑆 ) ) | |
| 34 | 22 3 33 | sylancr | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ∧ ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) = 𝑆 ) ) |
| 35 | 34 | simprd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 } ) = 𝑆 ) |
| 36 | 32 35 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) = 𝑆 ) |
| 37 | 1oex | ⊢ 1o ∈ V | |
| 38 | 37 | prid2 | ⊢ 1o ∈ { ∅ , 1o } |
| 39 | 38 14 | eleqtrri | ⊢ 1o ∈ 2o |
| 40 | fnressn | ⊢ ( ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } Fn 2o ∧ 1o ∈ 2o ) → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) = { 〈 1o , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) 〉 } ) | |
| 41 | 21 39 40 | sylancl | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) = { 〈 1o , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) 〉 } ) |
| 42 | fvpr1o | ⊢ ( 𝑇 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) = 𝑇 ) | |
| 43 | 4 42 | syl | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) = 𝑇 ) |
| 44 | 43 | opeq2d | ⊢ ( 𝜑 → 〈 1o , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) 〉 = 〈 1o , 𝑇 〉 ) |
| 45 | 44 | sneqd | ⊢ ( 𝜑 → { 〈 1o , ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ‘ 1o ) 〉 } = { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) |
| 46 | 41 45 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) = { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) |
| 47 | 46 | oveq2d | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) = ( 𝐺 DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) ) |
| 48 | 1on | ⊢ 1o ∈ On | |
| 49 | dprdsn | ⊢ ( ( 1o ∈ On ∧ 𝑇 ∈ ( SubGrp ‘ 𝐺 ) ) → ( 𝐺 dom DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ∧ ( 𝐺 DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = 𝑇 ) ) | |
| 50 | 48 4 49 | sylancr | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 dom DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ∧ ( 𝐺 DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = 𝑇 ) ) |
| 51 | 50 | simprd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd { 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = 𝑇 ) |
| 52 | 47 51 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) = 𝑇 ) |
| 53 | 36 52 | oveq12d | ⊢ ( 𝜑 → ( ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { ∅ } ) ) ⊕ ( 𝐺 DProd ( { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ↾ { 1o } ) ) ) = ( 𝑆 ⊕ 𝑇 ) ) |
| 54 | 20 53 | eqtrd | ⊢ ( 𝜑 → ( 𝐺 DProd { 〈 ∅ , 𝑆 〉 , 〈 1o , 𝑇 〉 } ) = ( 𝑆 ⊕ 𝑇 ) ) |