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Theorem galactghm 16220
Description: The currying of a group action is a group homomorphism between the group  G and the symmetric group  ( SymGrp `  Y
). (Contributed by FL, 17-May-2010.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 13-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
galactghm.x  |-  X  =  ( Base `  G
)
galactghm.h  |-  H  =  ( SymGrp `  Y )
galactghm.f  |-  F  =  ( x  e.  X  |->  ( y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y ) ) )
Assertion
Ref Expression
galactghm  |-  (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  ->  F  e.  ( G  GrpHom  H ) )
Distinct variable groups:    x, y, G    x,  .(+) , y    x, X, y    x, H    x, Y, y
Allowed substitution hints:    F( x, y)    H( y)

Proof of Theorem galactghm
Dummy variables  w  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 galactghm.x . 2  |-  X  =  ( Base `  G
)
2 eqid 2467 . 2  |-  ( Base `  H )  =  (
Base `  H )
3 eqid 2467 . 2  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
4 eqid 2467 . 2  |-  ( +g  `  H )  =  ( +g  `  H )
5 gagrp 16122 . 2  |-  (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  ->  G  e.  Grp )
6 gaset 16123 . . 3  |-  (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  ->  Y  e.  _V )
7 galactghm.h . . . 4  |-  H  =  ( SymGrp `  Y )
87symggrp 16217 . . 3  |-  ( Y  e.  _V  ->  H  e.  Grp )
96, 8syl 16 . 2  |-  (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  ->  H  e.  Grp )
10 eqid 2467 . . . . 5  |-  ( y  e.  Y  |->  ( x 
.(+)  y ) )  =  ( y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y ) )
111, 10gapm 16136 . . . 4  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  x  e.  X )  ->  (
y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y )
) : Y -1-1-onto-> Y )
126adantr 465 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  x  e.  X )  ->  Y  e.  _V )
137, 2elsymgbas 16199 . . . . 5  |-  ( Y  e.  _V  ->  (
( y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y ) )  e.  ( Base `  H )  <->  ( y  e.  Y  |->  ( x 
.(+)  y ) ) : Y -1-1-onto-> Y ) )
1412, 13syl 16 . . . 4  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  x  e.  X )  ->  (
( y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y ) )  e.  ( Base `  H )  <->  ( y  e.  Y  |->  ( x 
.(+)  y ) ) : Y -1-1-onto-> Y ) )
1511, 14mpbird 232 . . 3  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  x  e.  X )  ->  (
y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y )
)  e.  ( Base `  H ) )
16 galactghm.f . . 3  |-  F  =  ( x  e.  X  |->  ( y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y ) ) )
1715, 16fmptd 6043 . 2  |-  (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  ->  F : X --> ( Base `  H )
)
18 df-3an 975 . . . . . 6  |-  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X  /\  y  e.  Y )  <->  ( ( z  e.  X  /\  w  e.  X
)  /\  y  e.  Y ) )
191, 3gaass 16127 . . . . . 6  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X  /\  y  e.  Y )
)  ->  ( (
z ( +g  `  G
) w )  .(+)  y )  =  ( z 
.(+)  ( w  .(+)  y ) ) )
2018, 19sylan2br 476 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
( z  e.  X  /\  w  e.  X
)  /\  y  e.  Y ) )  -> 
( ( z ( +g  `  G ) w )  .(+)  y )  =  ( z  .(+)  ( w  .(+)  y )
) )
2120anassrs 648 . . . 4  |-  ( ( (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  ( z  e.  X  /\  w  e.  X
) )  /\  y  e.  Y )  ->  (
( z ( +g  `  G ) w ) 
.(+)  y )  =  ( z  .(+)  ( w 
.(+)  y ) ) )
2221mpteq2dva 4533 . . 3  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( y  e.  Y  |->  ( ( z ( +g  `  G
) w )  .(+)  y ) )  =  ( y  e.  Y  |->  ( z  .(+)  ( w  .(+) 
y ) ) ) )
235adantr 465 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  G  e.  Grp )
24 simprl 755 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  z  e.  X )
25 simprr 756 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  w  e.  X )
261, 3grpcl 15861 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  z  e.  X  /\  w  e.  X )  ->  ( z ( +g  `  G ) w )  e.  X )
2723, 24, 25, 26syl3anc 1228 . . . 4  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( z
( +g  `  G ) w )  e.  X
)
286adantr 465 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  Y  e.  _V )
29 mptexg 6128 . . . . 5  |-  ( Y  e.  _V  ->  (
y  e.  Y  |->  ( ( z ( +g  `  G ) w ) 
.(+)  y ) )  e.  _V )
3028, 29syl 16 . . . 4  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( y  e.  Y  |->  ( ( z ( +g  `  G
) w )  .(+)  y ) )  e.  _V )
31 oveq1 6289 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( z ( +g  `  G ) w )  ->  (
x  .(+)  y )  =  ( ( z ( +g  `  G ) w )  .(+)  y ) )
3231mpteq2dv 4534 . . . . 5  |-  ( x  =  ( z ( +g  `  G ) w )  ->  (
y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y )
)  =  ( y  e.  Y  |->  ( ( z ( +g  `  G
) w )  .(+)  y ) ) )
3332, 16fvmptg 5946 . . . 4  |-  ( ( ( z ( +g  `  G ) w )  e.  X  /\  (
y  e.  Y  |->  ( ( z ( +g  `  G ) w ) 
.(+)  y ) )  e.  _V )  -> 
( F `  (
z ( +g  `  G
) w ) )  =  ( y  e.  Y  |->  ( ( z ( +g  `  G
) w )  .(+)  y ) ) )
3427, 30, 33syl2anc 661 . . 3  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( F `  ( z ( +g  `  G ) w ) )  =  ( y  e.  Y  |->  ( ( z ( +g  `  G
) w )  .(+)  y ) ) )
3517adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  F : X
--> ( Base `  H
) )
3635, 24ffvelrnd 6020 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( F `  z )  e.  (
Base `  H )
)
3735, 25ffvelrnd 6020 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( F `  w )  e.  (
Base `  H )
)
387, 2, 4symgov 16207 . . . . 5  |-  ( ( ( F `  z
)  e.  ( Base `  H )  /\  ( F `  w )  e.  ( Base `  H
) )  ->  (
( F `  z
) ( +g  `  H
) ( F `  w ) )  =  ( ( F `  z )  o.  ( F `  w )
) )
3936, 37, 38syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( ( F `  z )
( +g  `  H ) ( F `  w
) )  =  ( ( F `  z
)  o.  ( F `
 w ) ) )
401gaf 16125 . . . . . . 7  |-  (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  ->  .(+)  : ( X  X.  Y ) --> Y )
4140ad2antrr 725 . . . . . 6  |-  ( ( (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  ( z  e.  X  /\  w  e.  X
) )  /\  y  e.  Y )  ->  .(+)  : ( X  X.  Y ) --> Y )
4225adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  ( z  e.  X  /\  w  e.  X
) )  /\  y  e.  Y )  ->  w  e.  X )
43 simpr 461 . . . . . 6  |-  ( ( (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  ( z  e.  X  /\  w  e.  X
) )  /\  y  e.  Y )  ->  y  e.  Y )
4441, 42, 43fovrnd 6429 . . . . 5  |-  ( ( (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  ( z  e.  X  /\  w  e.  X
) )  /\  y  e.  Y )  ->  (
w  .(+)  y )  e.  Y )
45 mptexg 6128 . . . . . . 7  |-  ( Y  e.  _V  ->  (
y  e.  Y  |->  ( w  .(+)  y )
)  e.  _V )
4628, 45syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( y  e.  Y  |->  ( w 
.(+)  y ) )  e.  _V )
47 oveq1 6289 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  w  ->  (
x  .(+)  y )  =  ( w  .(+)  y ) )
4847mpteq2dv 4534 . . . . . . 7  |-  ( x  =  w  ->  (
y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y )
)  =  ( y  e.  Y  |->  ( w 
.(+)  y ) ) )
4948, 16fvmptg 5946 . . . . . 6  |-  ( ( w  e.  X  /\  ( y  e.  Y  |->  ( w  .(+)  y ) )  e.  _V )  ->  ( F `  w
)  =  ( y  e.  Y  |->  ( w 
.(+)  y ) ) )
5025, 46, 49syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( F `  w )  =  ( y  e.  Y  |->  ( w  .(+)  y )
) )
51 mptexg 6128 . . . . . . . 8  |-  ( Y  e.  _V  ->  (
y  e.  Y  |->  ( z  .(+)  y )
)  e.  _V )
5228, 51syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( y  e.  Y  |->  ( z 
.(+)  y ) )  e.  _V )
53 oveq1 6289 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  z  ->  (
x  .(+)  y )  =  ( z  .(+)  y ) )
5453mpteq2dv 4534 . . . . . . . 8  |-  ( x  =  z  ->  (
y  e.  Y  |->  ( x  .(+)  y )
)  =  ( y  e.  Y  |->  ( z 
.(+)  y ) ) )
5554, 16fvmptg 5946 . . . . . . 7  |-  ( ( z  e.  X  /\  ( y  e.  Y  |->  ( z  .(+)  y ) )  e.  _V )  ->  ( F `  z
)  =  ( y  e.  Y  |->  ( z 
.(+)  y ) ) )
5624, 52, 55syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( F `  z )  =  ( y  e.  Y  |->  ( z  .(+)  y )
) )
57 oveq2 6290 . . . . . . 7  |-  ( y  =  x  ->  (
z  .(+)  y )  =  ( z  .(+)  x ) )
5857cbvmptv 4538 . . . . . 6  |-  ( y  e.  Y  |->  ( z 
.(+)  y ) )  =  ( x  e.  Y  |->  ( z  .(+)  x ) )
5956, 58syl6eq 2524 . . . . 5  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( F `  z )  =  ( x  e.  Y  |->  ( z  .(+)  x )
) )
60 oveq2 6290 . . . . 5  |-  ( x  =  ( w  .(+)  y )  ->  ( z  .(+)  x )  =  ( z  .(+)  ( w  .(+) 
y ) ) )
6144, 50, 59, 60fmptco 6052 . . . 4  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( ( F `  z )  o.  ( F `  w
) )  =  ( y  e.  Y  |->  ( z  .(+)  ( w  .(+) 
y ) ) ) )
6239, 61eqtrd 2508 . . 3  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( ( F `  z )
( +g  `  H ) ( F `  w
) )  =  ( y  e.  Y  |->  ( z  .(+)  ( w  .(+) 
y ) ) ) )
6322, 34, 623eqtr4d 2518 . 2  |-  ( ( 
.(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  /\  (
z  e.  X  /\  w  e.  X )
)  ->  ( F `  ( z ( +g  `  G ) w ) )  =  ( ( F `  z ) ( +g  `  H
) ( F `  w ) ) )
641, 2, 3, 4, 5, 9, 17, 63isghmd 16068 1  |-  (  .(+)  e.  ( G  GrpAct  Y )  ->  F  e.  ( G  GrpHom  H ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    /\ wa 369    /\ w3a 973    = wceq 1379    e. wcel 1767   _Vcvv 3113    |-> cmpt 4505    X. cxp 4997    o. ccom 5003   -->wf 5582   -1-1-onto->wf1o 5585   ` cfv 5586  (class class class)co 6282   Basecbs 14483   +g cplusg 14548   Grpcgrp 15720    GrpHom cghm 16056    GrpAct cga 16119   SymGrpcsymg 16194
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1601  ax-4 1612  ax-5 1680  ax-6 1719  ax-7 1739  ax-8 1769  ax-9 1771  ax-10 1786  ax-11 1791  ax-12 1803  ax-13 1968  ax-ext 2445  ax-rep 4558  ax-sep 4568  ax-nul 4576  ax-pow 4625  ax-pr 4686  ax-un 6574  ax-cnex 9544  ax-resscn 9545  ax-1cn 9546  ax-icn 9547  ax-addcl 9548  ax-addrcl 9549  ax-mulcl 9550  ax-mulrcl 9551  ax-mulcom 9552  ax-addass 9553  ax-mulass 9554  ax-distr 9555  ax-i2m1 9556  ax-1ne0 9557  ax-1rid 9558  ax-rnegex 9559  ax-rrecex 9560  ax-cnre 9561  ax-pre-lttri 9562  ax-pre-lttrn 9563  ax-pre-ltadd 9564  ax-pre-mulgt0 9565
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 974  df-3an 975  df-tru 1382  df-ex 1597  df-nf 1600  df-sb 1712  df-eu 2279  df-mo 2280  df-clab 2453  df-cleq 2459  df-clel 2462  df-nfc 2617  df-ne 2664  df-nel 2665  df-ral 2819  df-rex 2820  df-reu 2821  df-rmo 2822  df-rab 2823  df-v 3115  df-sbc 3332  df-csb 3436  df-dif 3479  df-un 3481  df-in 3483  df-ss 3490  df-pss 3492  df-nul 3786  df-if 3940  df-pw 4012  df-sn 4028  df-pr 4030  df-tp 4032  df-op 4034  df-uni 4246  df-int 4283  df-iun 4327  df-br 4448  df-opab 4506  df-mpt 4507  df-tr 4541  df-eprel 4791  df-id 4795  df-po 4800  df-so 4801  df-fr 4838  df-we 4840  df-ord 4881  df-on 4882  df-lim 4883  df-suc 4884  df-xp 5005  df-rel 5006  df-cnv 5007  df-co 5008  df-dm 5009  df-rn 5010  df-res 5011  df-ima 5012  df-iota 5549  df-fun 5588  df-fn 5589  df-f 5590  df-f1 5591  df-fo 5592  df-f1o 5593  df-fv 5594  df-riota 6243  df-ov 6285  df-oprab 6286  df-mpt2 6287  df-om 6679  df-1st 6781  df-2nd 6782  df-recs 7039  df-rdg 7073  df-1o 7127  df-oadd 7131  df-er 7308  df-map 7419  df-en 7514  df-dom 7515  df-sdom 7516  df-fin 7517  df-pnf 9626  df-mnf 9627  df-xr 9628  df-ltxr 9629  df-le 9630  df-sub 9803  df-neg 9804  df-nn 10533  df-2 10590  df-3 10591  df-4 10592  df-5 10593  df-6 10594  df-7 10595  df-8 10596  df-9 10597  df-n0 10792  df-z 10861  df-uz 11079  df-fz 11669  df-struct 14485  df-ndx 14486  df-slot 14487  df-base 14488  df-plusg 14561  df-tset 14567  df-0g 14690  df-mnd 15725  df-grp 15855  df-minusg 15856  df-ghm 16057  df-ga 16120  df-symg 16195
This theorem is referenced by:  cayleylem1  16229
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