Theorem sylow3lem1 16131

Description: Lemma for sylow3 16137, first part. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
sylow3.x	|- X = ( Base ` G )
sylow3.g	|- ( ph -> G e. Grp )
sylow3.xf	|- ( ph -> X e. Fin )
sylow3.p	|- ( ph -> P e. Prime )
sylow3lem1.a	|- .+ = ( +g ` G )
sylow3lem1.d	|- .- = ( -g ` G )
sylow3lem1.m	|- .(+) = ( x e. X , y e. ( P pSyl G ) |-> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) )

Assertion

Ref	Expression
sylow3lem1	|- ( ph -> .(+) e. ( G GrpAct ( P pSyl G ) ) )

Distinct variable groups:   x, y, z, .-   x, .(+) , y, z   x, X, y, z   x, G, y, z   ph, x, y, z   x, .+ , y, z   x, P, y, z

Proof of Theorem sylow3lem1

Dummy variables a b c u v w are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sylow3.g	. . 3 |- ( ph -> G e. Grp )
2		ovex 6121	. . 3 |- ( P pSyl G ) e. _V
3	1, 2	jctir 538	. 2 |- ( ph -> ( G e. Grp /\ ( P pSyl G ) e. _V ) )
4		sylow3.xf	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> X e. Fin )
5		sylow3.p	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> P e. Prime )
6		sylow3.x	. . . . . . . . . . . 12 |- X = ( Base ` G )
7	6	fislw 16129	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( G e. Grp /\ X e. Fin /\ P e. Prime ) -> ( y e. ( P pSyl G ) <-> ( y e. (SubGrp ` G ) /\ ( # ` y ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) ) ) )
8	1, 4, 5, 7	syl3anc 1218	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( y e. ( P pSyl G ) <-> ( y e. (SubGrp ` G ) /\ ( # ` y ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) ) ) )
9	8	biimpa 484	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ y e. ( P pSyl G ) ) -> ( y e. (SubGrp ` G ) /\ ( # ` y ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) ) )
10	9	adantrl 715	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ( y e. (SubGrp ` G ) /\ ( # ` y ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) ) )
11	10	simpld 459	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> y e. (SubGrp ` G ) )
12		simprl 755	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> x e. X )
13		sylow3lem1.a	. . . . . . . 8 |- .+ = ( +g ` G )
14		sylow3lem1.d	. . . . . . . 8 |- .- = ( -g ` G )
15		eqid 2443	. . . . . . . 8 |- ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) )
16	6, 13, 14, 15	conjsubg 15783	. . . . . . 7 |- ( ( y e. (SubGrp ` G ) /\ x e. X ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. (SubGrp ` G ) )
17	11, 12, 16	syl2anc 661	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. (SubGrp ` G ) )
18	6, 13, 14, 15	conjsubgen 15784	. . . . . . . . 9 |- ( ( y e. (SubGrp ` G ) /\ x e. X ) -> y ~~ ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) )
19	11, 12, 18	syl2anc 661	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> y ~~ ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) )
20	4	adantr 465	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> X e. Fin )
21	6	subgss 15687	. . . . . . . . . . 11 |- ( y e. (SubGrp ` G ) -> y C_ X )
22	11, 21	syl 16	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> y C_ X )
23		ssfi 7538	. . . . . . . . . 10 |- ( ( X e. Fin /\ y C_ X ) -> y e. Fin )
24	20, 22, 23	syl2anc 661	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> y e. Fin )
25	6	subgss 15687	. . . . . . . . . . 11 |- ( ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. (SubGrp ` G ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) C_ X )
26	17, 25	syl 16	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) C_ X )
27		ssfi 7538	. . . . . . . . . 10 |- ( ( X e. Fin /\ ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) C_ X ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. Fin )
28	20, 26, 27	syl2anc 661	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. Fin )
29		hashen 12123	. . . . . . . . 9 |- ( ( y e. Fin /\ ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. Fin ) -> ( ( # ` y ) = ( # ` ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) <-> y ~~ ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) )
30	24, 28, 29	syl2anc 661	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ( ( # ` y ) = ( # ` ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) <-> y ~~ ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) )
31	19, 30	mpbird 232	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ( # ` y ) = ( # ` ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) )
32	10	simprd 463	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ( # ` y ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) )
33	31, 32	eqtr3d 2477	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ( # ` ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) )
34	6	fislw 16129	. . . . . . . 8 |- ( ( G e. Grp /\ X e. Fin /\ P e. Prime ) -> ( ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. ( P pSyl G ) <-> ( ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. (SubGrp ` G ) /\ ( # ` ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) ) ) )
35	1, 4, 5, 34	syl3anc 1218	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. ( P pSyl G ) <-> ( ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. (SubGrp ` G ) /\ ( # ` ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) ) ) )
36	35	adantr 465	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ( ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. ( P pSyl G ) <-> ( ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. (SubGrp ` G ) /\ ( # ` ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) ) = ( P ^ ( P pCnt ( # ` X ) ) ) ) ) )
37	17, 33, 36	mpbir2and 913	. . . . 5 |- ( ( ph /\ ( x e. X /\ y e. ( P pSyl G ) ) ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. ( P pSyl G ) )
38	37	ralrimivva 2813	. . . 4 |- ( ph -> A. x e. X A. y e. ( P pSyl G ) ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. ( P pSyl G ) )
39		sylow3lem1.m	. . . . 5 |- .(+) = ( x e. X , y e. ( P pSyl G ) |-> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) )
40	39	fmpt2 6646	. . . 4 |- ( A. x e. X A. y e. ( P pSyl G ) ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) e. ( P pSyl G ) <-> .(+) : ( X X. ( P pSyl G ) ) --> ( P pSyl G ) )
41	38, 40	sylib 196	. . 3 |- ( ph -> .(+) : ( X X. ( P pSyl G ) ) --> ( P pSyl G ) )
42	1	adantr 465	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> G e. Grp )
43		eqid 2443	. . . . . . . . 9 |- ( 0g ` G ) = ( 0g ` G )
44	6, 43	grpidcl 15571	. . . . . . . 8 |- ( G e. Grp -> ( 0g ` G ) e. X )
45	42, 44	syl 16	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( 0g ` G ) e. X )
46		simpr 461	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> a e. ( P pSyl G ) )
47		simpr 461	. . . . . . . . . 10 |- ( ( x = ( 0g ` G ) /\ y = a ) -> y = a )
48		simpl 457	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( x = ( 0g ` G ) /\ y = a ) -> x = ( 0g ` G ) )
49	48	oveq1d 6111	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( x = ( 0g ` G ) /\ y = a ) -> ( x .+ z ) = ( ( 0g ` G ) .+ z ) )
50	49, 48	oveq12d 6114	. . . . . . . . . 10 |- ( ( x = ( 0g ` G ) /\ y = a ) -> ( ( x .+ z ) .- x ) = ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) )
51	47, 50	mpteq12dv 4375	. . . . . . . . 9 |- ( ( x = ( 0g ` G ) /\ y = a ) -> ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) )
52	51	rneqd 5072	. . . . . . . 8 |- ( ( x = ( 0g ` G ) /\ y = a ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ran ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) )
53		vex 2980	. . . . . . . . . 10 |- a e. _V
54	53	mptex 5953	. . . . . . . . 9 |- ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) e. _V
55	54	rnex 6517	. . . . . . . 8 |- ran ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) e. _V
56	52, 39, 55	ovmpt2a 6226	. . . . . . 7 |- ( ( ( 0g ` G ) e. X /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( ( 0g ` G ) .(+) a ) = ran ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) )
57	45, 46, 56	syl2anc 661	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( ( 0g ` G ) .(+) a ) = ran ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) )
58	1	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ z e. a ) -> G e. Grp )
59		slwsubg 16114	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( a e. ( P pSyl G ) -> a e. (SubGrp ` G ) )
60	59	adantl 466	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> a e. (SubGrp ` G ) )
61	6	subgss 15687	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( a e. (SubGrp ` G ) -> a C_ X )
62	60, 61	syl 16	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> a C_ X )
63	62	sselda 3361	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ z e. a ) -> z e. X )
64	6, 13, 43	grplid 15573	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( G e. Grp /\ z e. X ) -> ( ( 0g ` G ) .+ z ) = z )
65	58, 63, 64	syl2anc 661	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ z e. a ) -> ( ( 0g ` G ) .+ z ) = z )
66	65	oveq1d 6111	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ z e. a ) -> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) = ( z .- ( 0g ` G ) ) )
67	6, 43, 14	grpsubid1 15616	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( G e. Grp /\ z e. X ) -> ( z .- ( 0g ` G ) ) = z )
68	58, 63, 67	syl2anc 661	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ z e. a ) -> ( z .- ( 0g ` G ) ) = z )
69	66, 68	eqtrd 2475	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ z e. a ) -> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) = z )
70	69	mpteq2dva 4383	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) = ( z e. a |-> z ) )
71		mptresid 5165	. . . . . . . . 9 |- ( z e. a |-> z ) = ( _I |` a )
72	70, 71	syl6eq 2491	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) = ( _I |` a ) )
73	72	rneqd 5072	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ran ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) = ran ( _I |` a ) )
74		rnresi 5187	. . . . . . 7 |- ran ( _I |` a ) = a
75	73, 74	syl6eq 2491	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ran ( z e. a |-> ( ( ( 0g ` G ) .+ z ) .- ( 0g ` G ) ) ) = a )
76	57, 75	eqtrd 2475	. . . . 5 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( ( 0g ` G ) .(+) a ) = a )
77		ovex 6121	. . . . . . . . . 10 |- ( ( c .+ z ) .- c ) e. _V
78		oveq2 6104	. . . . . . . . . . 11 |- ( w = ( ( c .+ z ) .- c ) -> ( b .+ w ) = ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) )
79	78	oveq1d 6111	. . . . . . . . . 10 |- ( w = ( ( c .+ z ) .- c ) -> ( ( b .+ w ) .- b ) = ( ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) .- b ) )
80	77, 79	abrexco 5966	. . . . . . . . 9 |- { u | E. w e. { v | E. z e. a v = ( ( c .+ z ) .- c ) } u = ( ( b .+ w ) .- b ) } = { u | E. z e. a u = ( ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) .- b ) }
81		simprr 756	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> c e. X )
82		simplr 754	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> a e. ( P pSyl G ) )
83		simpr 461	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( x = c /\ y = a ) -> y = a )
84		simpl 457	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( ( x = c /\ y = a ) -> x = c )
85	84	oveq1d 6111	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( x = c /\ y = a ) -> ( x .+ z ) = ( c .+ z ) )
86	85, 84	oveq12d 6114	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( x = c /\ y = a ) -> ( ( x .+ z ) .- x ) = ( ( c .+ z ) .- c ) )
87	83, 86	mpteq12dv 4375	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( x = c /\ y = a ) -> ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) ) )
88	87	rneqd 5072	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( x = c /\ y = a ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ran ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) ) )
89	53	mptex 5953	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) ) e. _V
90	89	rnex 6517	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ran ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) ) e. _V
91	88, 39, 90	ovmpt2a 6226	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( c e. X /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( c .(+) a ) = ran ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) ) )
92	81, 82, 91	syl2anc 661	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( c .(+) a ) = ran ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) ) )
93		eqid 2443	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) ) = ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) )
94	93	rnmpt 5090	. . . . . . . . . . . 12 |- ran ( z e. a |-> ( ( c .+ z ) .- c ) ) = { v | E. z e. a v = ( ( c .+ z ) .- c ) }
95	92, 94	syl6eq 2491	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( c .(+) a ) = { v | E. z e. a v = ( ( c .+ z ) .- c ) } )
96	95	rexeqdv 2929	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( E. w e. ( c .(+) a ) u = ( ( b .+ w ) .- b ) <-> E. w e. { v | E. z e. a v = ( ( c .+ z ) .- c ) } u = ( ( b .+ w ) .- b ) ) )
97	96	abbidv 2562	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> { u | E. w e. ( c .(+) a ) u = ( ( b .+ w ) .- b ) } = { u | E. w e. { v | E. z e. a v = ( ( c .+ z ) .- c ) } u = ( ( b .+ w ) .- b ) } )
98	42	adantr 465	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> G e. Grp )
99	98	adantr 465	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> G e. Grp )
100		simprl 755	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> b e. X )
101	6, 13	grpcl 15556	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( G e. Grp /\ b e. X /\ c e. X ) -> ( b .+ c ) e. X )
102	98, 100, 81, 101	syl3anc 1218	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( b .+ c ) e. X )
103	102	adantr 465	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( b .+ c ) e. X )
104	63	adantlr 714	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> z e. X )
105	6, 13	grpcl 15556	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( G e. Grp /\ ( b .+ c ) e. X /\ z e. X ) -> ( ( b .+ c ) .+ z ) e. X )
106	99, 103, 104, 105	syl3anc 1218	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( ( b .+ c ) .+ z ) e. X )
107	81	adantr 465	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> c e. X )
108	100	adantr 465	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> b e. X )
109	6, 13, 14	grpsubsub4 15623	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( G e. Grp /\ ( ( ( b .+ c ) .+ z ) e. X /\ c e. X /\ b e. X ) ) -> ( ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- c ) .- b ) = ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) )
110	99, 106, 107, 108, 109	syl13anc 1220	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- c ) .- b ) = ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) )
111	6, 13	grpass 15557	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( G e. Grp /\ ( b e. X /\ c e. X /\ z e. X ) ) -> ( ( b .+ c ) .+ z ) = ( b .+ ( c .+ z ) ) )
112	99, 108, 107, 104, 111	syl13anc 1220	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( ( b .+ c ) .+ z ) = ( b .+ ( c .+ z ) ) )
113	112	oveq1d 6111	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- c ) = ( ( b .+ ( c .+ z ) ) .- c ) )
114	6, 13	grpcl 15556	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( ( G e. Grp /\ c e. X /\ z e. X ) -> ( c .+ z ) e. X )
115	99, 107, 104, 114	syl3anc 1218	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( c .+ z ) e. X )
116	6, 13, 14	grpaddsubass 15620	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( ( G e. Grp /\ ( b e. X /\ ( c .+ z ) e. X /\ c e. X ) ) -> ( ( b .+ ( c .+ z ) ) .- c ) = ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) )
117	99, 108, 115, 107, 116	syl13anc 1220	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( ( b .+ ( c .+ z ) ) .- c ) = ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) )
118	113, 117	eqtrd 2475	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- c ) = ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) )
119	118	oveq1d 6111	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- c ) .- b ) = ( ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) .- b ) )
120	110, 119	eqtr3d 2477	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) = ( ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) .- b ) )
121	120	eqeq2d 2454	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) /\ z e. a ) -> ( u = ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) <-> u = ( ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) .- b ) ) )
122	121	rexbidva 2737	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( E. z e. a u = ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) <-> E. z e. a u = ( ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) .- b ) ) )
123	122	abbidv 2562	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> { u | E. z e. a u = ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) } = { u | E. z e. a u = ( ( b .+ ( ( c .+ z ) .- c ) ) .- b ) } )
124	80, 97, 123	3eqtr4a 2501	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> { u | E. w e. ( c .(+) a ) u = ( ( b .+ w ) .- b ) } = { u | E. z e. a u = ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) } )
125		eqid 2443	. . . . . . . . 9 |- ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) = ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) )
126	125	rnmpt 5090	. . . . . . . 8 |- ran ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) = { u | E. w e. ( c .(+) a ) u = ( ( b .+ w ) .- b ) }
127		eqid 2443	. . . . . . . . 9 |- ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) = ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) )
128	127	rnmpt 5090	. . . . . . . 8 |- ran ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) = { u | E. z e. a u = ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) }
129	124, 126, 128	3eqtr4g 2500	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ran ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) = ran ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) )
130	41	ad2antrr 725	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> .(+) : ( X X. ( P pSyl G ) ) --> ( P pSyl G ) )
131	130, 81, 82	fovrnd 6240	. . . . . . . 8 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( c .(+) a ) e. ( P pSyl G ) )
132		simpr 461	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( x = b /\ y = ( c .(+) a ) ) -> y = ( c .(+) a ) )
133		simpl 457	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( x = b /\ y = ( c .(+) a ) ) -> x = b )
134	133	oveq1d 6111	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( x = b /\ y = ( c .(+) a ) ) -> ( x .+ z ) = ( b .+ z ) )
135	134, 133	oveq12d 6114	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( x = b /\ y = ( c .(+) a ) ) -> ( ( x .+ z ) .- x ) = ( ( b .+ z ) .- b ) )
136	132, 135	mpteq12dv 4375	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( x = b /\ y = ( c .(+) a ) ) -> ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ( z e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ z ) .- b ) ) )
137		oveq2 6104	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( z = w -> ( b .+ z ) = ( b .+ w ) )
138	137	oveq1d 6111	. . . . . . . . . . . 12 |- ( z = w -> ( ( b .+ z ) .- b ) = ( ( b .+ w ) .- b ) )
139	138	cbvmptv 4388	. . . . . . . . . . 11 |- ( z e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ z ) .- b ) ) = ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) )
140	136, 139	syl6eq 2491	. . . . . . . . . 10 |- ( ( x = b /\ y = ( c .(+) a ) ) -> ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) )
141	140	rneqd 5072	. . . . . . . . 9 |- ( ( x = b /\ y = ( c .(+) a ) ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ran ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) )
142		ovex 6121	. . . . . . . . . . 11 |- ( c .(+) a ) e. _V
143	142	mptex 5953	. . . . . . . . . 10 |- ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) e. _V
144	143	rnex 6517	. . . . . . . . 9 |- ran ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) e. _V
145	141, 39, 144	ovmpt2a 6226	. . . . . . . 8 |- ( ( b e. X /\ ( c .(+) a ) e. ( P pSyl G ) ) -> ( b .(+) ( c .(+) a ) ) = ran ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) )
146	100, 131, 145	syl2anc 661	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( b .(+) ( c .(+) a ) ) = ran ( w e. ( c .(+) a ) |-> ( ( b .+ w ) .- b ) ) )
147		simpr 461	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( x = ( b .+ c ) /\ y = a ) -> y = a )
148		simpl 457	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( x = ( b .+ c ) /\ y = a ) -> x = ( b .+ c ) )
149	148	oveq1d 6111	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( x = ( b .+ c ) /\ y = a ) -> ( x .+ z ) = ( ( b .+ c ) .+ z ) )
150	149, 148	oveq12d 6114	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( x = ( b .+ c ) /\ y = a ) -> ( ( x .+ z ) .- x ) = ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) )
151	147, 150	mpteq12dv 4375	. . . . . . . . . 10 |- ( ( x = ( b .+ c ) /\ y = a ) -> ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) )
152	151	rneqd 5072	. . . . . . . . 9 |- ( ( x = ( b .+ c ) /\ y = a ) -> ran ( z e. y |-> ( ( x .+ z ) .- x ) ) = ran ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) )
153	53	mptex 5953	. . . . . . . . . 10 |- ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) e. _V
154	153	rnex 6517	. . . . . . . . 9 |- ran ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) e. _V
155	152, 39, 154	ovmpt2a 6226	. . . . . . . 8 |- ( ( ( b .+ c ) e. X /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( ( b .+ c ) .(+) a ) = ran ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) )
156	102, 82, 155	syl2anc 661	. . . . . . 7 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( ( b .+ c ) .(+) a ) = ran ( z e. a |-> ( ( ( b .+ c ) .+ z ) .- ( b .+ c ) ) ) )
157	129, 146, 156	3eqtr4rd 2486	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) /\ ( b e. X /\ c e. X ) ) -> ( ( b .+ c ) .(+) a ) = ( b .(+) ( c .(+) a ) ) )
158	157	ralrimivva 2813	. . . . 5 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> A. b e. X A. c e. X ( ( b .+ c ) .(+) a ) = ( b .(+) ( c .(+) a ) ) )
159	76, 158	jca 532	. . . 4 |- ( ( ph /\ a e. ( P pSyl G ) ) -> ( ( ( 0g ` G ) .(+) a ) = a /\ A. b e. X A. c e. X ( ( b .+ c ) .(+) a ) = ( b .(+) ( c .(+) a ) ) ) )
160	159	ralrimiva 2804	. . 3 |- ( ph -> A. a e. ( P pSyl G ) ( ( ( 0g ` G ) .(+) a ) = a /\ A. b e. X A. c e. X ( ( b .+ c ) .(+) a ) = ( b .(+) ( c .(+) a ) ) ) )
161	41, 160	jca 532	. 2 |- ( ph -> ( .(+) : ( X X. ( P pSyl G ) ) --> ( P pSyl G ) /\ A. a e. ( P pSyl G ) ( ( ( 0g ` G ) .(+) a ) = a /\ A. b e. X A. c e. X ( ( b .+ c ) .(+) a ) = ( b .(+) ( c .(+) a ) ) ) ) )
162	6, 13, 43	isga 15814	. 2 |- ( .(+) e. ( G GrpAct ( P pSyl G ) ) <-> ( ( G e. Grp /\ ( P pSyl G ) e. _V ) /\ ( .(+) : ( X X. ( P pSyl G ) ) --> ( P pSyl G ) /\ A. a e. ( P pSyl G ) ( ( ( 0g ` G ) .(+) a ) = a /\ A. b e. X A. c e. X ( ( b .+ c ) .(+) a ) = ( b .(+) ( c .(+) a ) ) ) ) ) )
163	3, 161, 162	sylanbrc 664	1 |- ( ph -> .(+) e. ( G GrpAct ( P pSyl G ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   <-> wb 184   /\ wa 369   = wceq 1369   e. wcel 1756   {cab 2429   A.wral 2720   E.wrex 2721   _Vcvv 2977   C_ wss 3333   class class class wbr 4297   e. cmpt 4355   _I cid 4636   X. cxp 4843   ran crn 4846   |` cres 4847   -->wf 5419   ` cfv 5423  (class class class)co 6096   e. cmpt2 6098   ~~ cen 7312   Fincfn 7315   ^cexp 11870   #chash 12108   Primecprime 13768   pCnt cpc 13908   Basecbs 14179   +g cplusg 14243   0gc0g 14383   Grpcgrp 15415   -gcsg 15418  SubGrpcsubg 15680   GrpAct cga 15812   pSyl cslw 16036

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-rep 4408  ax-sep 4418  ax-nul 4426  ax-pow 4475  ax-pr 4536  ax-un 6377  ax-inf2 7852  ax-cnex 9343  ax-resscn 9344  ax-1cn 9345  ax-icn 9346  ax-addcl 9347  ax-addrcl 9348  ax-mulcl 9349  ax-mulrcl 9350  ax-mulcom 9351  ax-addass 9352  ax-mulass 9353  ax-distr 9354  ax-i2m1 9355  ax-1ne0 9356  ax-1rid 9357  ax-rnegex 9358  ax-rrecex 9359  ax-cnre 9360  ax-pre-lttri 9361  ax-pre-lttrn 9362  ax-pre-ltadd 9363  ax-pre-mulgt0 9364  ax-pre-sup 9365

This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-fal 1375  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2573  df-ne 2613  df-nel 2614  df-ral 2725  df-rex 2726  df-reu 2727  df-rmo 2728  df-rab 2729  df-v 2979  df-sbc 3192  df-csb 3294  df-dif 3336  df-un 3338  df-in 3340  df-ss 3347  df-pss 3349  df-nul 3643  df-if 3797  df-pw 3867  df-sn 3883  df-pr 3885  df-tp 3887  df-op 3889  df-uni 4097  df-int 4134  df-iun 4178  df-disj 4268  df-br 4298  df-opab 4356  df-mpt 4357  df-tr 4391  df-eprel 4637  df-id 4641  df-po 4646  df-so 4647  df-fr 4684  df-se 4685  df-we 4686  df-ord 4727  df-on 4728  df-lim 4729  df-suc 4730  df-xp 4851  df-rel 4852  df-cnv 4853  df-co 4854  df-dm 4855  df-rn 4856  df-res 4857  df-ima 4858  df-iota 5386  df-fun 5425  df-fn 5426  df-f 5427  df-f1 5428  df-fo 5429  df-f1o 5430  df-fv 5431  df-isom 5432  df-riota 6057  df-ov 6099  df-oprab 6100  df-mpt2 6101  df-om 6482  df-1st 6582  df-2nd 6583  df-recs 6837  df-rdg 6871  df-1o 6925  df-2o 6926  df-oadd 6929  df-omul 6930  df-er 7106  df-ec 7108  df-qs 7112  df-map 7221  df-en 7316  df-dom 7317  df-sdom 7318  df-fin 7319  df-sup 7696  df-oi 7729  df-card 8114  df-acn 8117  df-cda 8342  df-pnf 9425  df-mnf 9426  df-xr 9427  df-ltxr 9428  df-le 9429  df-sub 9602  df-neg 9603  df-div 9999  df-nn 10328  df-2 10385  df-3 10386  df-n0 10585  df-z 10652  df-uz 10867  df-q 10959  df-rp 10997  df-fz 11443  df-fzo 11554  df-fl 11647  df-mod 11714  df-seq 11812  df-exp 11871  df-fac 12057  df-bc 12084  df-hash 12109  df-cj 12593  df-re 12594  df-im 12595  df-sqr 12729  df-abs 12730  df-clim 12971  df-sum 13169  df-dvds 13541  df-gcd 13696  df-prm 13769  df-pc 13909  df-ndx 14182  df-slot 14183  df-base 14184  df-sets 14185  df-ress 14186  df-plusg 14256  df-0g 14385  df-mnd 15420  df-submnd 15470  df-grp 15550  df-minusg 15551  df-sbg 15552  df-mulg 15553  df-subg 15683  df-eqg 15685  df-ghm 15750  df-ga 15813  df-od 16037  df-pgp 16039  df-slw 16040

This theorem is referenced by:  sylow3lem3  16133  sylow3lem5  16135