Metamath Proof Explorer


Theorem qusker

Description: The kernel of a quotient map. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-May-2023)

Ref Expression
Hypotheses qusker.b V = Base M
qusker.f F = x V x M ~ QG G
qusker.n N = M / 𝑠 M ~ QG G
qusker.1 0 ˙ = 0 N
Assertion qusker G NrmSGrp M F -1 0 ˙ = G

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 qusker.b V = Base M
2 qusker.f F = x V x M ~ QG G
3 qusker.n N = M / 𝑠 M ~ QG G
4 qusker.1 0 ˙ = 0 N
5 3 a1i G NrmSGrp M N = M / 𝑠 M ~ QG G
6 1 a1i G NrmSGrp M V = Base M
7 ovex M ~ QG G V
8 7 a1i G NrmSGrp M M ~ QG G V
9 nsgsubg G NrmSGrp M G SubGrp M
10 subgrcl G SubGrp M M Grp
11 9 10 syl G NrmSGrp M M Grp
12 5 6 2 8 11 quslem G NrmSGrp M F : V onto V / M ~ QG G
13 fofn F : V onto V / M ~ QG G F Fn V
14 fniniseg2 F Fn V F -1 0 ˙ = y V | F y = 0 ˙
15 12 13 14 3syl G NrmSGrp M F -1 0 ˙ = y V | F y = 0 ˙
16 eqid 0 M = 0 M
17 3 16 qus0 G NrmSGrp M 0 M M ~ QG G = 0 N
18 4 17 eqtr4id G NrmSGrp M 0 ˙ = 0 M M ~ QG G
19 eceq1 x = y x M ~ QG G = y M ~ QG G
20 ecexg M ~ QG G V y M ~ QG G V
21 7 20 ax-mp y M ~ QG G V
22 19 2 21 fvmpt y V F y = y M ~ QG G
23 18 22 eqeqan12d G NrmSGrp M y V 0 ˙ = F y 0 M M ~ QG G = y M ~ QG G
24 eqcom 0 ˙ = F y F y = 0 ˙
25 24 a1i G NrmSGrp M y V 0 ˙ = F y F y = 0 ˙
26 simpl G NrmSGrp M y V G NrmSGrp M
27 simpr G NrmSGrp M y V y V
28 1 16 grpidcl M Grp 0 M V
29 26 11 28 3syl G NrmSGrp M y V 0 M V
30 1 subgss G SubGrp M G V
31 9 30 syl G NrmSGrp M G V
32 eqid inv g M = inv g M
33 eqid + M = + M
34 eqid M ~ QG G = M ~ QG G
35 1 32 33 34 eqgval M Grp G V 0 M M ~ QG G y 0 M V y V inv g M 0 M + M y G
36 11 31 35 syl2anc G NrmSGrp M 0 M M ~ QG G y 0 M V y V inv g M 0 M + M y G
37 36 adantr G NrmSGrp M y V 0 M M ~ QG G y 0 M V y V inv g M 0 M + M y G
38 df-3an 0 M V y V inv g M 0 M + M y G 0 M V y V inv g M 0 M + M y G
39 38 biancomi 0 M V y V inv g M 0 M + M y G inv g M 0 M + M y G 0 M V y V
40 37 39 bitrdi G NrmSGrp M y V 0 M M ~ QG G y inv g M 0 M + M y G 0 M V y V
41 40 rbaibd G NrmSGrp M y V 0 M V y V 0 M M ~ QG G y inv g M 0 M + M y G
42 26 27 29 27 41 syl22anc G NrmSGrp M y V 0 M M ~ QG G y inv g M 0 M + M y G
43 1 34 eqger G SubGrp M M ~ QG G Er V
44 9 43 syl G NrmSGrp M M ~ QG G Er V
45 44 adantr G NrmSGrp M y V M ~ QG G Er V
46 45 27 erth2 G NrmSGrp M y V 0 M M ~ QG G y 0 M M ~ QG G = y M ~ QG G
47 16 32 grpinvid M Grp inv g M 0 M = 0 M
48 26 11 47 3syl G NrmSGrp M y V inv g M 0 M = 0 M
49 48 oveq1d G NrmSGrp M y V inv g M 0 M + M y = 0 M + M y
50 1 33 16 grplid M Grp y V 0 M + M y = y
51 11 50 sylan G NrmSGrp M y V 0 M + M y = y
52 49 51 eqtrd G NrmSGrp M y V inv g M 0 M + M y = y
53 52 eleq1d G NrmSGrp M y V inv g M 0 M + M y G y G
54 42 46 53 3bitr3d G NrmSGrp M y V 0 M M ~ QG G = y M ~ QG G y G
55 23 25 54 3bitr3d G NrmSGrp M y V F y = 0 ˙ y G
56 55 rabbidva G NrmSGrp M y V | F y = 0 ˙ = y V | y G
57 dfss7 G V y V | y G = G
58 31 57 sylib G NrmSGrp M y V | y G = G
59 15 56 58 3eqtrd G NrmSGrp M F -1 0 ˙ = G