Metamath Proof Explorer


Theorem lsmhash

Description: The order of the direct product of groups. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Apr-2016)

Ref Expression
Hypotheses lsmhash.p โŠข โŠ• = ( LSSum โ€˜ ๐บ )
lsmhash.o โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐บ )
lsmhash.z โŠข ๐‘ = ( Cntz โ€˜ ๐บ )
lsmhash.t โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
lsmhash.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
lsmhash.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘ˆ ) = { 0 } )
lsmhash.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โŠ† ( ๐‘ โ€˜ ๐‘ˆ ) )
lsmhash.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ Fin )
lsmhash.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ Fin )
Assertion lsmhash ( ๐œ‘ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘‡ ) ยท ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsmhash.p โŠข โŠ• = ( LSSum โ€˜ ๐บ )
2 lsmhash.o โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐บ )
3 lsmhash.z โŠข ๐‘ = ( Cntz โ€˜ ๐บ )
4 lsmhash.t โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
5 lsmhash.u โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
6 lsmhash.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘ˆ ) = { 0 } )
7 lsmhash.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โŠ† ( ๐‘ โ€˜ ๐‘ˆ ) )
8 lsmhash.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ Fin )
9 lsmhash.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ Fin )
10 ovexd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆˆ V )
11 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โ†ฆ โŸจ ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โ†ฆ โŸจ ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ )
12 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐บ ) = ( +g โ€˜ ๐บ )
13 eqid โŠข ( proj1 โ€˜ ๐บ ) = ( proj1 โ€˜ ๐บ )
14 12 1 2 3 4 5 6 7 13 pj1f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) : ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โŸถ ๐‘‡ )
15 14 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐‘‡ )
16 12 1 2 3 4 5 6 7 13 pj2f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) : ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โŸถ ๐‘ˆ )
17 16 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐‘ˆ )
18 15 17 opelxpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) ) โ†’ โŸจ ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) )
19 4 5 jca โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‡ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) ) )
20 xp1st โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‡ )
21 xp2nd โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘ˆ )
22 20 21 jca โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‡ โˆง ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) )
23 12 1 lsmelvali โŠข ( ( ( ๐‘‡ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โˆง ๐‘ˆ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) ) โˆง ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‡ โˆง ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐บ ) ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) )
24 19 22 23 syl2an โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐บ ) ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) )
25 4 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
26 5 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
27 6 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆฉ ๐‘ˆ ) = { 0 } )
28 7 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ๐‘‡ โŠ† ( ๐‘ โ€˜ ๐‘ˆ ) )
29 simprl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) )
30 20 ad2antll โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‡ )
31 21 ad2antll โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘ˆ )
32 12 1 2 3 25 26 27 28 13 29 30 31 pj1eq โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ = ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐บ ) ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
33 eqcom โŠข ( ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†” ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) )
34 eqcom โŠข ( ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) โ†” ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) )
35 33 34 anbi12i โŠข ( ( ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
36 32 35 bitrdi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ = ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐บ ) ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
37 eqop โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) โ†’ ( ๐‘ฆ = โŸจ ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ โ†” ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
38 37 ad2antll โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฆ = โŸจ ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ โ†” ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆง ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) ) )
39 36 38 bitr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ = ( ( 1st โ€˜ ๐‘ฆ ) ( +g โ€˜ ๐บ ) ( 2nd โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ๐‘ฆ = โŸจ ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ ) )
40 11 18 24 39 f1o2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โ†ฆ โŸจ ( ( ๐‘‡ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘ˆ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) , ( ( ๐‘ˆ ( proj1 โ€˜ ๐บ ) ๐‘‡ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โŸฉ ) : ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) )
41 10 40 hasheqf1od โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) ) = ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) )
42 hashxp โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ Fin โˆง ๐‘ˆ โˆˆ Fin ) โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘‡ ) ยท ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
43 8 9 42 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‡ ร— ๐‘ˆ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘‡ ) ยท ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )
44 41 43 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โ™ฏ โ€˜ ( ๐‘‡ โŠ• ๐‘ˆ ) ) = ( ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘‡ ) ยท ( โ™ฏ โ€˜ ๐‘ˆ ) ) )