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Theorem lsmmod

Description: The modular law holds for subgroup sum. Similar to part of Theorem 16.9 of MaedaMaeda p. 70. (Contributed by NM, 2-Apr-2014) (Revised by Mario Carneiro, 19-Apr-2016)

Ref Expression
Hypothesis lsmmod.p ˙ = LSSum G
Assertion lsmmod S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S ˙ T U = S ˙ T U

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lsmmod.p ˙ = LSSum G
2 simpl1 S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S SubGrp G
3 simpl2 S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U T SubGrp G
4 inss1 T U T
5 4 a1i S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U T U T
6 1 lsmless2 S SubGrp G T SubGrp G T U T S ˙ T U S ˙ T
7 2 3 5 6 syl3anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S ˙ T U S ˙ T
8 simpr S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S U
9 inss2 T U U
10 9 a1i S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U T U U
11 subgrcl S SubGrp G G Grp
12 eqid Base G = Base G
13 12 subgacs G Grp SubGrp G ACS Base G
14 acsmre SubGrp G ACS Base G SubGrp G Moore Base G
15 2 11 13 14 4syl S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U SubGrp G Moore Base G
16 simpl3 S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U U SubGrp G
17 mreincl SubGrp G Moore Base G T SubGrp G U SubGrp G T U SubGrp G
18 15 3 16 17 syl3anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U T U SubGrp G
19 1 lsmlub S SubGrp G T U SubGrp G U SubGrp G S U T U U S ˙ T U U
20 2 18 16 19 syl3anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S U T U U S ˙ T U U
21 8 10 20 mpbi2and S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S ˙ T U U
22 7 21 ssind S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S ˙ T U S ˙ T U
23 elin x S ˙ T U x S ˙ T x U
24 eqid + G = + G
25 24 1 lsmelval S SubGrp G T SubGrp G x S ˙ T y S z T x = y + G z
26 2 3 25 syl2anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U x S ˙ T y S z T x = y + G z
27 2 adantr S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U S SubGrp G
28 18 adantr S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U T U SubGrp G
29 simprll S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U y S
30 simprlr S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U z T
31 27 11 syl S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U G Grp
32 16 adantr S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U U SubGrp G
33 12 subgss U SubGrp G U Base G
34 32 33 syl S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U U Base G
35 8 adantr S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U S U
36 35 29 sseldd S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U y U
37 34 36 sseldd S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U y Base G
38 eqid 0 G = 0 G
39 eqid inv g G = inv g G
40 12 24 38 39 grplinv G Grp y Base G inv g G y + G y = 0 G
41 31 37 40 syl2anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U inv g G y + G y = 0 G
42 41 oveq1d S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U inv g G y + G y + G z = 0 G + G z
43 39 subginvcl U SubGrp G y U inv g G y U
44 32 36 43 syl2anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U inv g G y U
45 34 44 sseldd S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U inv g G y Base G
46 simpll2 S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U T SubGrp G
47 12 subgss T SubGrp G T Base G
48 46 47 syl S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U T Base G
49 48 30 sseldd S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U z Base G
50 12 24 grpass G Grp inv g G y Base G y Base G z Base G inv g G y + G y + G z = inv g G y + G y + G z
51 31 45 37 49 50 syl13anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U inv g G y + G y + G z = inv g G y + G y + G z
52 12 24 38 grplid G Grp z Base G 0 G + G z = z
53 31 49 52 syl2anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U 0 G + G z = z
54 42 51 53 3eqtr3d S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U inv g G y + G y + G z = z
55 simprr S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U y + G z U
56 24 subgcl U SubGrp G inv g G y U y + G z U inv g G y + G y + G z U
57 32 44 55 56 syl3anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U inv g G y + G y + G z U
58 54 57 eqeltrrd S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U z U
59 30 58 elind S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U z T U
60 24 1 lsmelvali S SubGrp G T U SubGrp G y S z T U y + G z S ˙ T U
61 27 28 29 59 60 syl22anc S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U y + G z S ˙ T U
62 61 expr S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T y + G z U y + G z S ˙ T U
63 eleq1 x = y + G z x U y + G z U
64 eleq1 x = y + G z x S ˙ T U y + G z S ˙ T U
65 63 64 imbi12d x = y + G z x U x S ˙ T U y + G z U y + G z S ˙ T U
66 62 65 syl5ibrcom S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T x = y + G z x U x S ˙ T U
67 66 rexlimdvva S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U y S z T x = y + G z x U x S ˙ T U
68 26 67 sylbid S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U x S ˙ T x U x S ˙ T U
69 68 impd S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U x S ˙ T x U x S ˙ T U
70 23 69 syl5bi S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U x S ˙ T U x S ˙ T U
71 70 ssrdv S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S ˙ T U S ˙ T U
72 22 71 eqssd S SubGrp G T SubGrp G U SubGrp G S U S ˙ T U = S ˙ T U