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Theorem lsmhash

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

Ref Expression
Hypotheses lsmhash.p ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ G
lsmhash.o ⊢ 0 ˙ = 0 G
lsmhash.z ⊢ Z = Cntz ⁡ G
lsmhash.t ⊢ φ → T ∈ SubGrp ⁡ G
lsmhash.u ⊢ φ → U ∈ SubGrp ⁡ G
lsmhash.i ⊢ φ → T ∩ U = 0 ˙
lsmhash.s ⊢ φ → T ⊆ Z ⁡ U
lsmhash.1 ⊢ φ → T ∈ Fin
lsmhash.2 ⊢ φ → U ∈ Fin
Assertion lsmhash ⊢ φ → T ⊕ ˙ U = T ⁢ U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsmhash.p ⊢ ⊕ ˙ = LSSum ⁡ G
2 lsmhash.o ⊢ 0 ˙ = 0 G
3 lsmhash.z ⊢ Z = Cntz ⁡ G
4 lsmhash.t ⊢ φ → T ∈ SubGrp ⁡ G
5 lsmhash.u ⊢ φ → U ∈ SubGrp ⁡ G
6 lsmhash.i ⊢ φ → T ∩ U = 0 ˙
7 lsmhash.s ⊢ φ → T ⊆ Z ⁡ U
8 lsmhash.1 ⊢ φ → T ∈ Fin
9 lsmhash.2 ⊢ φ → U ∈ Fin
10 ovexd ⊢ φ → T ⊕ ˙ U ∈ V
11 eqid ⊢ x ∈ T ⊕ ˙ U ⟼ T proj 1 ⁡ G U ⁡ x U proj 1 ⁡ G T ⁡ x = x ∈ T ⊕ ˙ U ⟼ T proj 1 ⁡ G U ⁡ x U proj 1 ⁡ G T ⁡ x
12 eqid ⊢ + G = + G
13 eqid ⊢ proj 1 ⁡ G = proj 1 ⁡ G
14 12 1 2 3 4 5 6 7 13 pj1f ⊢ φ → T proj 1 ⁡ G U : T ⊕ ˙ U ⟶ T
15 14 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U → T proj 1 ⁡ G U ⁡ x ∈ T
16 12 1 2 3 4 5 6 7 13 pj2f ⊢ φ → U proj 1 ⁡ G T : T ⊕ ˙ U ⟶ U
17 16 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U → U proj 1 ⁡ G T ⁡ x ∈ U
18 15 17 opelxpd ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U → T proj 1 ⁡ G U ⁡ x U proj 1 ⁡ G T ⁡ x ∈ T × U
19 4 5 jca ⊢ φ → T ∈ SubGrp ⁡ G ∧ U ∈ SubGrp ⁡ G
20 xp1st ⊢ y ∈ T × U → 1 st ⁡ y ∈ T
21 xp2nd ⊢ y ∈ T × U → 2 nd ⁡ y ∈ U
22 20 21 jca ⊢ y ∈ T × U → 1 st ⁡ y ∈ T ∧ 2 nd ⁡ y ∈ U
23 12 1 lsmelvali ⊢ T ∈ SubGrp ⁡ G ∧ U ∈ SubGrp ⁡ G ∧ 1 st ⁡ y ∈ T ∧ 2 nd ⁡ y ∈ U → 1 st ⁡ y + G 2 nd ⁡ y ∈ T ⊕ ˙ U
24 19 22 23 syl2an ⊢ φ ∧ y ∈ T × U → 1 st ⁡ y + G 2 nd ⁡ y ∈ T ⊕ ˙ U
25 4 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → T ∈ SubGrp ⁡ G
26 5 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → U ∈ SubGrp ⁡ G
27 6 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → T ∩ U = 0 ˙
28 7 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → T ⊆ Z ⁡ U
29 simprl ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → x ∈ T ⊕ ˙ U
30 20 ad2antll ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → 1 st ⁡ y ∈ T
31 21 ad2antll ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → 2 nd ⁡ y ∈ U
32 12 1 2 3 25 26 27 28 13 29 30 31 pj1eq ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → x = 1 st ⁡ y + G 2 nd ⁡ y ↔ T proj 1 ⁡ G U ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ U proj 1 ⁡ G T ⁡ x = 2 nd ⁡ y
33 eqcom ⊢ T proj 1 ⁡ G U ⁡ x = 1 st ⁡ y ↔ 1 st ⁡ y = T proj 1 ⁡ G U ⁡ x
34 eqcom ⊢ U proj 1 ⁡ G T ⁡ x = 2 nd ⁡ y ↔ 2 nd ⁡ y = U proj 1 ⁡ G T ⁡ x
35 33 34 anbi12i ⊢ T proj 1 ⁡ G U ⁡ x = 1 st ⁡ y ∧ U proj 1 ⁡ G T ⁡ x = 2 nd ⁡ y ↔ 1 st ⁡ y = T proj 1 ⁡ G U ⁡ x ∧ 2 nd ⁡ y = U proj 1 ⁡ G T ⁡ x
36 32 35 bitrdi ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → x = 1 st ⁡ y + G 2 nd ⁡ y ↔ 1 st ⁡ y = T proj 1 ⁡ G U ⁡ x ∧ 2 nd ⁡ y = U proj 1 ⁡ G T ⁡ x
37 eqop ⊢ y ∈ T × U → y = T proj 1 ⁡ G U ⁡ x U proj 1 ⁡ G T ⁡ x ↔ 1 st ⁡ y = T proj 1 ⁡ G U ⁡ x ∧ 2 nd ⁡ y = U proj 1 ⁡ G T ⁡ x
38 37 ad2antll ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → y = T proj 1 ⁡ G U ⁡ x U proj 1 ⁡ G T ⁡ x ↔ 1 st ⁡ y = T proj 1 ⁡ G U ⁡ x ∧ 2 nd ⁡ y = U proj 1 ⁡ G T ⁡ x
39 36 38 bitr4d ⊢ φ ∧ x ∈ T ⊕ ˙ U ∧ y ∈ T × U → x = 1 st ⁡ y + G 2 nd ⁡ y ↔ y = T proj 1 ⁡ G U ⁡ x U proj 1 ⁡ G T ⁡ x
40 11 18 24 39 f1o2d ⊢ φ → x ∈ T ⊕ ˙ U ⟼ T proj 1 ⁡ G U ⁡ x U proj 1 ⁡ G T ⁡ x : T ⊕ ˙ U ⟶ 1-1 onto T × U
41 10 40 hasheqf1od ⊢ φ → T ⊕ ˙ U = T × U
42 hashxp ⊢ T ∈ Fin ∧ U ∈ Fin → T × U = T ⁢ U
43 8 9 42 syl2anc ⊢ φ → T × U = T ⁢ U
44 41 43 eqtrd ⊢ φ → T ⊕ ˙ U = T ⁢ U