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Theorem grpokerinj

Description: Obsolete theorem, use kerf1ghm instead. A group homomorphism is injective if and only if its kernel is zero. (Contributed by Jeff Madsen, 16-Jun-2011) (New usage is discouraged.) (Proof modification is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses grpkerinj.1 ⊢ X = ran ⁡ G
grpkerinj.2 ⊢ W = GId ⁡ G
grpkerinj.3 ⊢ Y = ran ⁡ H
grpkerinj.4 ⊢ U = GId ⁡ H
Assertion grpokerinj ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F : X ⟶ 1-1 Y ↔ F -1 U = W

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 grpkerinj.1 ⊢ X = ran ⁡ G
2 grpkerinj.2 ⊢ W = GId ⁡ G
3 grpkerinj.3 ⊢ Y = ran ⁡ H
4 grpkerinj.4 ⊢ U = GId ⁡ H
5 2 4 ghomidOLD ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F ⁡ W = U
6 5 sneqd ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F ⁡ W = U
7 1 3 ghomf ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F : X ⟶ Y
8 7 ffnd ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F Fn X
9 1 2 grpoidcl ⊢ G ∈ GrpOp → W ∈ X
10 9 3ad2ant1 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → W ∈ X
11 fnsnfv ⊢ F Fn X ∧ W ∈ X → F ⁡ W = F W
12 8 10 11 syl2anc ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F ⁡ W = F W
13 6 12 eqtr3d ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → U = F W
14 13 imaeq2d ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F -1 U = F -1 F W
15 14 adantl ⊢ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F -1 U = F -1 F W
16 9 snssd ⊢ G ∈ GrpOp → W ⊆ X
17 16 3ad2ant1 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → W ⊆ X
18 f1imacnv ⊢ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ W ⊆ X → F -1 F W = W
19 17 18 sylan2 ⊢ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F -1 F W = W
20 15 19 eqtrd ⊢ F : X ⟶ 1-1 Y ∧ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F -1 U = W
21 20 expcom ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F : X ⟶ 1-1 Y → F -1 U = W
22 7 adantr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W → F : X ⟶ Y
23 simpl2 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → H ∈ GrpOp
24 7 ffvelcdmda ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X → F ⁡ x ∈ Y
25 24 adantrr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x ∈ Y
26 7 ffvelcdmda ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ y ∈ X → F ⁡ y ∈ Y
27 26 adantrl ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ y ∈ Y
28 eqid ⊢ / g ⁡ H = / g ⁡ H
29 3 4 28 grpoeqdivid ⊢ H ∈ GrpOp ∧ F ⁡ x ∈ Y ∧ F ⁡ y ∈ Y → F ⁡ x = F ⁡ y ↔ F ⁡ x / g ⁡ H F ⁡ y = U
30 23 25 27 29 syl3anc ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x = F ⁡ y ↔ F ⁡ x / g ⁡ H F ⁡ y = U
31 30 adantlr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x = F ⁡ y ↔ F ⁡ x / g ⁡ H F ⁡ y = U
32 eqid ⊢ / g ⁡ G = / g ⁡ G
33 1 32 28 ghomdiv ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x / g ⁡ G y = F ⁡ x / g ⁡ H F ⁡ y
34 33 adantlr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x / g ⁡ G y = F ⁡ x / g ⁡ H F ⁡ y
35 34 eqeq1d ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x / g ⁡ G y = U ↔ F ⁡ x / g ⁡ H F ⁡ y = U
36 4 fvexi ⊢ U ∈ V
37 36 snid ⊢ U ∈ U
38 eleq1 ⊢ F ⁡ x / g ⁡ G y = U → F ⁡ x / g ⁡ G y ∈ U ↔ U ∈ U
39 37 38 mpbiri ⊢ F ⁡ x / g ⁡ G y = U → F ⁡ x / g ⁡ G y ∈ U
40 7 ffund ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → Fun ⁡ F
41 40 adantr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → Fun ⁡ F
42 1 32 grpodivcl ⊢ G ∈ GrpOp ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y ∈ X
43 42 3expb ⊢ G ∈ GrpOp ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y ∈ X
44 43 3ad2antl1 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y ∈ X
45 7 fdmd ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → dom ⁡ F = X
46 45 adantr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → dom ⁡ F = X
47 44 46 eleqtrrd ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y ∈ dom ⁡ F
48 fvimacnv ⊢ Fun ⁡ F ∧ x / g ⁡ G y ∈ dom ⁡ F → F ⁡ x / g ⁡ G y ∈ U ↔ x / g ⁡ G y ∈ F -1 U
49 41 47 48 syl2anc ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x / g ⁡ G y ∈ U ↔ x / g ⁡ G y ∈ F -1 U
50 eleq2 ⊢ F -1 U = W → x / g ⁡ G y ∈ F -1 U ↔ x / g ⁡ G y ∈ W
51 49 50 sylan9bb ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X ∧ F -1 U = W → F ⁡ x / g ⁡ G y ∈ U ↔ x / g ⁡ G y ∈ W
52 51 an32s ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x / g ⁡ G y ∈ U ↔ x / g ⁡ G y ∈ W
53 elsni ⊢ x / g ⁡ G y ∈ W → x / g ⁡ G y = W
54 1 2 32 grpoeqdivid ⊢ G ∈ GrpOp ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x = y ↔ x / g ⁡ G y = W
55 54 biimprd ⊢ G ∈ GrpOp ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y = W → x = y
56 55 3expb ⊢ G ∈ GrpOp ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y = W → x = y
57 56 3ad2antl1 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y = W → x = y
58 53 57 syl5 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y ∈ W → x = y
59 58 adantlr ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → x / g ⁡ G y ∈ W → x = y
60 52 59 sylbid ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x / g ⁡ G y ∈ U → x = y
61 39 60 syl5 ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x / g ⁡ G y = U → x = y
62 35 61 sylbird ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x / g ⁡ H F ⁡ y = U → x = y
63 31 62 sylbid ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W ∧ x ∈ X ∧ y ∈ X → F ⁡ x = F ⁡ y → x = y
64 63 ralrimivva ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W → ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X F ⁡ x = F ⁡ y → x = y
65 dff13 ⊢ F : X ⟶ 1-1 Y ↔ F : X ⟶ Y ∧ ∀ x ∈ X ∀ y ∈ X F ⁡ x = F ⁡ y → x = y
66 22 64 65 sylanbrc ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H ∧ F -1 U = W → F : X ⟶ 1-1 Y
67 66 ex ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F -1 U = W → F : X ⟶ 1-1 Y
68 21 67 impbid ⊢ G ∈ GrpOp ∧ H ∈ GrpOp ∧ F ∈ G GrpOpHom H → F : X ⟶ 1-1 Y ↔ F -1 U = W