Metamath Proof Explorer


Theorem nsgmgclem

Description: Lemma for nsgmgc . (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Jul-2024)

Ref Expression
Hypotheses nsgmgclem.b B = Base G
nsgmgclem.q Q = G / 𝑠 G ~ QG N
nsgmgclem.p ˙ = LSSum G
nsgmgclem.n φ N NrmSGrp G
nsgmgclem.f φ F SubGrp Q
Assertion nsgmgclem φ a B | a ˙ N F SubGrp G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nsgmgclem.b B = Base G
2 nsgmgclem.q Q = G / 𝑠 G ~ QG N
3 nsgmgclem.p ˙ = LSSum G
4 nsgmgclem.n φ N NrmSGrp G
5 nsgmgclem.f φ F SubGrp Q
6 eqidd φ G 𝑠 a B | a ˙ N F = G 𝑠 a B | a ˙ N F
7 eqidd φ 0 G = 0 G
8 eqidd φ + G = + G
9 ssrab2 a B | a ˙ N F B
10 9 a1i φ a B | a ˙ N F B
11 10 1 sseqtrdi φ a B | a ˙ N F Base G
12 sneq a = 0 G a = 0 G
13 12 oveq1d a = 0 G a ˙ N = 0 G ˙ N
14 13 eleq1d a = 0 G a ˙ N F 0 G ˙ N F
15 nsgsubg N NrmSGrp G N SubGrp G
16 4 15 syl φ N SubGrp G
17 subgrcl N SubGrp G G Grp
18 16 17 syl φ G Grp
19 eqid 0 G = 0 G
20 1 19 grpidcl G Grp 0 G B
21 18 20 syl φ 0 G B
22 19 3 lsm02 N SubGrp G 0 G ˙ N = N
23 16 22 syl φ 0 G ˙ N = N
24 2 nsgqus0 N NrmSGrp G F SubGrp Q N F
25 4 5 24 syl2anc φ N F
26 23 25 eqeltrd φ 0 G ˙ N F
27 14 21 26 elrabd φ 0 G a B | a ˙ N F
28 sneq a = x + G y a = x + G y
29 28 oveq1d a = x + G y a ˙ N = x + G y ˙ N
30 29 eleq1d a = x + G y a ˙ N F x + G y ˙ N F
31 18 ad2antrr φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F G Grp
32 elrabi x a B | a ˙ N F x B
33 32 ad2antlr φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x B
34 elrabi y a B | a ˙ N F y B
35 34 adantl φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F y B
36 eqid + G = + G
37 1 36 grpcl G Grp x B y B x + G y B
38 31 33 35 37 syl3anc φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x + G y B
39 16 ad2antrr φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F N SubGrp G
40 1 3 39 38 quslsm φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x + G y G ~ QG N = x + G y ˙ N
41 4 ad2antrr φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F N NrmSGrp G
42 eqid + Q = + Q
43 2 1 36 42 qusadd N NrmSGrp G x B y B x G ~ QG N + Q y G ~ QG N = x + G y G ~ QG N
44 41 33 35 43 syl3anc φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x G ~ QG N + Q y G ~ QG N = x + G y G ~ QG N
45 5 ad2antrr φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F F SubGrp Q
46 1 3 39 33 quslsm φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x G ~ QG N = x ˙ N
47 sneq a = x a = x
48 47 oveq1d a = x a ˙ N = x ˙ N
49 48 eleq1d a = x a ˙ N F x ˙ N F
50 49 elrab x a B | a ˙ N F x B x ˙ N F
51 50 simprbi x a B | a ˙ N F x ˙ N F
52 51 ad2antlr φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x ˙ N F
53 46 52 eqeltrd φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x G ~ QG N F
54 1 3 39 35 quslsm φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F y G ~ QG N = y ˙ N
55 sneq a = y a = y
56 55 oveq1d a = y a ˙ N = y ˙ N
57 56 eleq1d a = y a ˙ N F y ˙ N F
58 57 elrab y a B | a ˙ N F y B y ˙ N F
59 58 simprbi y a B | a ˙ N F y ˙ N F
60 59 adantl φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F y ˙ N F
61 54 60 eqeltrd φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F y G ~ QG N F
62 42 subgcl F SubGrp Q x G ~ QG N F y G ~ QG N F x G ~ QG N + Q y G ~ QG N F
63 45 53 61 62 syl3anc φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x G ~ QG N + Q y G ~ QG N F
64 44 63 eqeltrrd φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x + G y G ~ QG N F
65 40 64 eqeltrrd φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x + G y ˙ N F
66 30 38 65 elrabd φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x + G y a B | a ˙ N F
67 66 3impa φ x a B | a ˙ N F y a B | a ˙ N F x + G y a B | a ˙ N F
68 sneq a = inv g G x a = inv g G x
69 68 oveq1d a = inv g G x a ˙ N = inv g G x ˙ N
70 69 eleq1d a = inv g G x a ˙ N F inv g G x ˙ N F
71 eqid inv g G = inv g G
72 1 71 grpinvcl G Grp x B inv g G x B
73 18 72 sylan φ x B inv g G x B
74 73 adantr φ x B x ˙ N F inv g G x B
75 eqid inv g Q = inv g Q
76 2 1 71 75 qusinv N NrmSGrp G x B inv g Q x G ~ QG N = inv g G x G ~ QG N
77 4 76 sylan φ x B inv g Q x G ~ QG N = inv g G x G ~ QG N
78 16 adantr φ x B N SubGrp G
79 simpr φ x B x B
80 1 3 78 79 quslsm φ x B x G ~ QG N = x ˙ N
81 80 fveq2d φ x B inv g Q x G ~ QG N = inv g Q x ˙ N
82 1 3 78 73 quslsm φ x B inv g G x G ~ QG N = inv g G x ˙ N
83 77 81 82 3eqtr3d φ x B inv g Q x ˙ N = inv g G x ˙ N
84 83 adantr φ x B x ˙ N F inv g Q x ˙ N = inv g G x ˙ N
85 5 ad2antrr φ x B x ˙ N F F SubGrp Q
86 simpr φ x B x ˙ N F x ˙ N F
87 75 subginvcl F SubGrp Q x ˙ N F inv g Q x ˙ N F
88 85 86 87 syl2anc φ x B x ˙ N F inv g Q x ˙ N F
89 84 88 eqeltrrd φ x B x ˙ N F inv g G x ˙ N F
90 70 74 89 elrabd φ x B x ˙ N F inv g G x a B | a ˙ N F
91 90 anasss φ x B x ˙ N F inv g G x a B | a ˙ N F
92 50 91 sylan2b φ x a B | a ˙ N F inv g G x a B | a ˙ N F
93 6 7 8 11 27 67 92 18 issubgrpd2 φ a B | a ˙ N F SubGrp G