Theorem dprdlub 18248

Description: The direct product is smaller than any subgroup which contains the factors. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
dprdlub.1	⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd 𝑆)
dprdlub.2	⊢ (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
dprdlub.3	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
dprdlub.4	⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑘) ⊆ 𝑇)

Assertion

Ref	Expression
dprdlub	⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ 𝑇)

Distinct variable groups:   𝑘,𝐺   𝑘,𝐼   𝜑,𝑘   𝑆,𝑘   𝑇,𝑘

Proof of Theorem dprdlub

Dummy variables 𝑓 ℎ 𝑖 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dprdlub.1	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐺dom DProd 𝑆)
2		dprdlub.2	. . 3 ⊢ (𝜑 → dom 𝑆 = 𝐼)
3		eqid 2610	. . . 4 ⊢ (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
4		eqid 2610	. . . 4 ⊢ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} = {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}
5	3, 4	dprdval 18225	. . 3 ⊢ ((𝐺dom DProd 𝑆 ∧ dom 𝑆 = 𝐼) → (𝐺 DProd 𝑆) = ran (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)))
6	1, 2, 5	syl2anc 691	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) = ran (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)))
7		eqid 2610	. . . . 5 ⊢ (Cntz‘𝐺) = (Cntz‘𝐺)
8	1	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝐺dom DProd 𝑆)
9		dprdgrp 18227	. . . . . 6 ⊢ (𝐺dom DProd 𝑆 → 𝐺 ∈ Grp)
10		grpmnd 17252	. . . . . 6 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → 𝐺 ∈ Mnd)
11	8, 9, 10	3syl 18	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝐺 ∈ Mnd)
12	1, 2	dprddomcld 18223	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ V)
13	12	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝐼 ∈ V)
14		dprdlub.3	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
15	14	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺))
16		subgsubm 17439	. . . . . 6 ⊢ (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑇 ∈ (SubMnd‘𝐺))
17	15, 16	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑇 ∈ (SubMnd‘𝐺))
18	2	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → dom 𝑆 = 𝐼)
19		simpr 476	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)})
20		eqid 2610	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
21	4, 8, 18, 19, 20	dprdff 18234	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓:𝐼⟶(Base‘𝐺))
22		ffn 5958	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓:𝐼⟶(Base‘𝐺) → 𝑓 Fn 𝐼)
23	21, 22	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓 Fn 𝐼)
24		dprdlub.4	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑘) ⊆ 𝑇)
25	24	adantlr 747	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑆‘𝑘) ⊆ 𝑇)
26	4, 8, 18, 19	dprdfcl 18235	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑘) ∈ (𝑆‘𝑘))
27	25, 26	sseldd 3569	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) ∧ 𝑘 ∈ 𝐼) → (𝑓‘𝑘) ∈ 𝑇)
28	27	ralrimiva 2949	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → ∀𝑘 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑘) ∈ 𝑇)
29		ffnfv 6295	. . . . . 6 ⊢ (𝑓:𝐼⟶𝑇 ↔ (𝑓 Fn 𝐼 ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐼 (𝑓‘𝑘) ∈ 𝑇))
30	23, 28, 29	sylanbrc 695	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓:𝐼⟶𝑇)
31	4, 8, 18, 19, 7	dprdfcntz 18237	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → ran 𝑓 ⊆ ((Cntz‘𝐺)‘ran 𝑓))
32	4, 8, 18, 19	dprdffsupp 18236	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → 𝑓 finSupp (0g‘𝐺))
33	3, 7, 11, 13, 17, 30, 31, 32	gsumzsubmcl 18141	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}) → (𝐺 Σg 𝑓) ∈ 𝑇)
34		eqid 2610	. . . 4 ⊢ (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)) = (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓))
35	33, 34	fmptd 6292	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)):{ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}⟶𝑇)
36		frn 5966	. . 3 ⊢ ((𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)):{ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)}⟶𝑇 → ran (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)) ⊆ 𝑇)
37	35, 36	syl 17	. 2 ⊢ (𝜑 → ran (𝑓 ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ 𝐼 (𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐺)} ↦ (𝐺 Σg 𝑓)) ⊆ 𝑇)
38	6, 37	eqsstrd 3602	1 ⊢ (𝜑 → (𝐺 DProd 𝑆) ⊆ 𝑇)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  ∀wral 2896  {crab 2900  Vcvv 3173   ⊆ wss 3540   class class class wbr 4583   ↦ cmpt 4643  dom cdm 5038  ran crn 5039   Fn wfn 5799  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  Xcixp 7794   finSupp cfsupp 8158  Basecbs 15695  0_gc0g 15923   Σ_g cgsu 15924  Mndcmnd 17117  SubMndcsubmnd 17157  Grpcgrp 17245  SubGrpcsubg 17411  Cntzccntz 17571   DProd cdprd 18215

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-oadd 7451  df-er 7629  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-oi 8298  df-card 8648  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-2 10956  df-n0 11170  df-z 11255  df-uz 11564  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-seq 12664  df-hash 12980  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-submnd 17159  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-subg 17414  df-cntz 17573  df-dprd 18217

This theorem is referenced by:  dprdspan  18249  dprdz  18252  dprdcntz2  18260  dprd2dlem1  18263  dprdsplit  18270  ablfac1eu  18295