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Theorem ghmquskerlem2

Description: Lemma for ghmqusker . (Contributed by Thierry Arnoux, 14-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses ghmqusker.1 ⊢ 0 ˙ = 0 H
ghmqusker.f ⊢ φ → F ∈ G GrpHom H
ghmqusker.k ⊢ K = F -1 0 ˙
ghmqusker.q ⊢ Q = G / 𝑠 G ~ QG K
ghmqusker.j ⊢ J = q ∈ Base Q ⟼ ⋃ F q
ghmquskerlem2.y ⊢ φ → Y ∈ Base Q
Assertion ghmquskerlem2 ⊢ φ → ∃ x ∈ Y J ⁡ Y = F ⁡ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ghmqusker.1 ⊢ 0 ˙ = 0 H
2 ghmqusker.f ⊢ φ → F ∈ G GrpHom H
3 ghmqusker.k ⊢ K = F -1 0 ˙
4 ghmqusker.q ⊢ Q = G / 𝑠 G ~ QG K
5 ghmqusker.j ⊢ J = q ∈ Base Q ⟼ ⋃ F q
6 ghmquskerlem2.y ⊢ φ → Y ∈ Base Q
7 4 a1i ⊢ φ → Q = G / 𝑠 G ~ QG K
8 eqidd ⊢ φ → Base G = Base G
9 ovexd ⊢ φ → G ~ QG K ∈ V
10 ghmgrp1 ⊢ F ∈ G GrpHom H → G ∈ Grp
11 2 10 syl ⊢ φ → G ∈ Grp
12 7 8 9 11 qusbas ⊢ φ → Base G / G ~ QG K = Base Q
13 6 12 eleqtrrd ⊢ φ → Y ∈ Base G / G ~ QG K
14 elqsg ⊢ Y ∈ Base Q → Y ∈ Base G / G ~ QG K ↔ ∃ x ∈ Base G Y = x G ~ QG K
15 14 biimpa ⊢ Y ∈ Base Q ∧ Y ∈ Base G / G ~ QG K → ∃ x ∈ Base G Y = x G ~ QG K
16 6 13 15 syl2anc ⊢ φ → ∃ x ∈ Base G Y = x G ~ QG K
17 1 ghmker ⊢ F ∈ G GrpHom H → F -1 0 ˙ ∈ NrmSGrp ⁡ G
18 nsgsubg ⊢ F -1 0 ˙ ∈ NrmSGrp ⁡ G → F -1 0 ˙ ∈ SubGrp ⁡ G
19 2 17 18 3syl ⊢ φ → F -1 0 ˙ ∈ SubGrp ⁡ G
20 3 19 eqeltrid ⊢ φ → K ∈ SubGrp ⁡ G
21 eqid ⊢ Base G = Base G
22 eqid ⊢ G ~ QG K = G ~ QG K
23 21 22 eqger ⊢ K ∈ SubGrp ⁡ G → G ~ QG K Er Base G
24 20 23 syl ⊢ φ → G ~ QG K Er Base G
25 24 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → G ~ QG K Er Base G
26 simplr ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → x ∈ Base G
27 ecref ⊢ G ~ QG K Er Base G ∧ x ∈ Base G → x ∈ x G ~ QG K
28 25 26 27 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → x ∈ x G ~ QG K
29 simpr ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → Y = x G ~ QG K
30 28 29 eleqtrrd ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → x ∈ Y
31 29 fveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → J ⁡ Y = J ⁡ x G ~ QG K
32 2 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → F ∈ G GrpHom H
33 1 32 3 4 5 26 ghmquskerlem1 ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → J ⁡ x G ~ QG K = F ⁡ x
34 31 33 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → J ⁡ Y = F ⁡ x
35 30 34 jca ⊢ φ ∧ x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → x ∈ Y ∧ J ⁡ Y = F ⁡ x
36 35 expl ⊢ φ → x ∈ Base G ∧ Y = x G ~ QG K → x ∈ Y ∧ J ⁡ Y = F ⁡ x
37 36 reximdv2 ⊢ φ → ∃ x ∈ Base G Y = x G ~ QG K → ∃ x ∈ Y J ⁡ Y = F ⁡ x
38 16 37 mpd ⊢ φ → ∃ x ∈ Y J ⁡ Y = F ⁡ x