MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  symggrp Structured version   Visualization version   Unicode version

Theorem symggrp 17119
Description: The symmetric group on a set  A is a group. (Contributed by Paul Chapman, 25-Feb-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Jan-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
symggrp.1  |-  G  =  ( SymGrp `  A )
Assertion
Ref Expression
symggrp  |-  ( A  e.  V  ->  G  e.  Grp )

Proof of Theorem symggrp
Dummy variables  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqidd 2472 . 2  |-  ( A  e.  V  ->  ( Base `  G )  =  ( Base `  G
) )
2 eqidd 2472 . 2  |-  ( A  e.  V  ->  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G
) )
3 symggrp.1 . . . 4  |-  G  =  ( SymGrp `  A )
4 eqid 2471 . . . 4  |-  ( Base `  G )  =  (
Base `  G )
5 eqid 2471 . . . 4  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
63, 4, 5symgcl 17110 . . 3  |-  ( ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
x ( +g  `  G
) y )  e.  ( Base `  G
) )
763adant1 1048 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
x ( +g  `  G
) y )  e.  ( Base `  G
) )
8 coass 5361 . . . 4  |-  ( ( x  o.  y )  o.  z )  =  ( x  o.  (
y  o.  z ) )
9 simpr1 1036 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  ->  x  e.  ( Base `  G ) )
10 simpr2 1037 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
y  e.  ( Base `  G ) )
113, 4, 5symgov 17109 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
x ( +g  `  G
) y )  =  ( x  o.  y
) )
129, 10, 11syl2anc 673 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( x ( +g  `  G ) y )  =  ( x  o.  y ) )
1312coeq1d 5001 . . . 4  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( ( x ( +g  `  G ) y )  o.  z
)  =  ( ( x  o.  y )  o.  z ) )
14 simpr3 1038 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
z  e.  ( Base `  G ) )
153, 4, 5symgov 17109 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
y ( +g  `  G
) z )  =  ( y  o.  z
) )
1610, 14, 15syl2anc 673 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( y ( +g  `  G ) z )  =  ( y  o.  z ) )
1716coeq2d 5002 . . . 4  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( x  o.  (
y ( +g  `  G
) z ) )  =  ( x  o.  ( y  o.  z
) ) )
188, 13, 173eqtr4a 2531 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( ( x ( +g  `  G ) y )  o.  z
)  =  ( x  o.  ( y ( +g  `  G ) z ) ) )
199, 10, 6syl2anc 673 . . . 4  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( x ( +g  `  G ) y )  e.  ( Base `  G
) )
203, 4, 5symgov 17109 . . . 4  |-  ( ( ( x ( +g  `  G ) y )  e.  ( Base `  G
)  /\  z  e.  ( Base `  G )
)  ->  ( (
x ( +g  `  G
) y ) ( +g  `  G ) z )  =  ( ( x ( +g  `  G ) y )  o.  z ) )
2119, 14, 20syl2anc 673 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( ( x ( +g  `  G ) y ) ( +g  `  G ) z )  =  ( ( x ( +g  `  G
) y )  o.  z ) )
223, 4, 5symgcl 17110 . . . . 5  |-  ( ( y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
y ( +g  `  G
) z )  e.  ( Base `  G
) )
2310, 14, 22syl2anc 673 . . . 4  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( y ( +g  `  G ) z )  e.  ( Base `  G
) )
243, 4, 5symgov 17109 . . . 4  |-  ( ( x  e.  ( Base `  G )  /\  (
y ( +g  `  G
) z )  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
x ( +g  `  G
) ( y ( +g  `  G ) z ) )  =  ( x  o.  (
y ( +g  `  G
) z ) ) )
259, 23, 24syl2anc 673 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( x ( +g  `  G ) ( y ( +g  `  G
) z ) )  =  ( x  o.  ( y ( +g  `  G ) z ) ) )
2618, 21, 253eqtr4d 2515 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( ( x ( +g  `  G ) y ) ( +g  `  G ) z )  =  ( x ( +g  `  G ) ( y ( +g  `  G ) z ) ) )
27 f1oi 5864 . . 3  |-  (  _I  |`  A ) : A -1-1-onto-> A
283, 4elsymgbas 17101 . . 3  |-  ( A  e.  V  ->  (
(  _I  |`  A )  e.  ( Base `  G
)  <->  (  _I  |`  A ) : A -1-1-onto-> A ) )
2927, 28mpbiri 241 . 2  |-  ( A  e.  V  ->  (  _I  |`  A )  e.  ( Base `  G
) )
303, 4, 5symgov 17109 . . . 4  |-  ( ( (  _I  |`  A )  e.  ( Base `  G
)  /\  x  e.  ( Base `  G )
)  ->  ( (  _I  |`  A ) ( +g  `  G ) x )  =  ( (  _I  |`  A )  o.  x ) )
3129, 30sylan 479 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( (  _I  |`  A ) ( +g  `  G
) x )  =  ( (  _I  |`  A )  o.  x ) )
323, 4elsymgbas 17101 . . . . 5  |-  ( A  e.  V  ->  (
x  e.  ( Base `  G )  <->  x : A
-1-1-onto-> A ) )
3332biimpa 492 . . . 4  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  ->  x : A -1-1-onto-> A )
34 f1of 5828 . . . 4  |-  ( x : A -1-1-onto-> A  ->  x : A
--> A )
35 fcoi2 5770 . . . 4  |-  ( x : A --> A  -> 
( (  _I  |`  A )  o.  x )  =  x )
3633, 34, 353syl 18 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( (  _I  |`  A )  o.  x )  =  x )
3731, 36eqtrd 2505 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( (  _I  |`  A ) ( +g  `  G
) x )  =  x )
38 f1ocnv 5840 . . . . 5  |-  ( x : A -1-1-onto-> A  ->  `' x : A -1-1-onto-> A )
3938a1i 11 . . . 4  |-  ( A  e.  V  ->  (
x : A -1-1-onto-> A  ->  `' x : A -1-1-onto-> A ) )
403, 4elsymgbas 17101 . . . 4  |-  ( A  e.  V  ->  ( `' x  e.  ( Base `  G )  <->  `' x : A -1-1-onto-> A ) )
4139, 32, 403imtr4d 276 . . 3  |-  ( A  e.  V  ->  (
x  e.  ( Base `  G )  ->  `' x  e.  ( Base `  G ) ) )
4241imp 436 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  ->  `' x  e.  ( Base `  G ) )
433, 4, 5symgov 17109 . . . 4  |-  ( ( `' x  e.  ( Base `  G )  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( `' x ( +g  `  G ) x )  =  ( `' x  o.  x
) )
4442, 43sylancom 680 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( `' x ( +g  `  G ) x )  =  ( `' x  o.  x
) )
45 f1ococnv1 5856 . . . 4  |-  ( x : A -1-1-onto-> A  ->  ( `' x  o.  x )  =  (  _I  |`  A ) )
4633, 45syl 17 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( `' x  o.  x )  =  (  _I  |`  A )
)
4744, 46eqtrd 2505 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( `' x ( +g  `  G ) x )  =  (  _I  |`  A )
)
481, 2, 7, 26, 29, 37, 42, 47isgrpd 16769 1  |-  ( A  e.  V  ->  G  e.  Grp )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 376    /\ w3a 1007    = wceq 1452    e. wcel 1904    _I cid 4749   `'ccnv 4838    |` cres 4841    o. ccom 4843   -->wf 5585   -1-1-onto->wf1o 5588   ` cfv 5589  (class class class)co 6308   Basecbs 15199   +g cplusg 15268   Grpcgrp 16747   SymGrpcsymg 17096
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1677  ax-4 1690  ax-5 1766  ax-6 1813  ax-7 1859  ax-8 1906  ax-9 1913  ax-10 1932  ax-11 1937  ax-12 1950  ax-13 2104  ax-ext 2451  ax-rep 4508  ax-sep 4518  ax-nul 4527  ax-pow 4579  ax-pr 4639  ax-un 6602  ax-cnex 9613  ax-resscn 9614  ax-1cn 9615  ax-icn 9616  ax-addcl 9617  ax-addrcl 9618  ax-mulcl 9619  ax-mulrcl 9620  ax-mulcom 9621  ax-addass 9622  ax-mulass 9623  ax-distr 9624  ax-i2m1 9625  ax-1ne0 9626  ax-1rid 9627  ax-rnegex 9628  ax-rrecex 9629  ax-cnre 9630  ax-pre-lttri 9631  ax-pre-lttrn 9632  ax-pre-ltadd 9633  ax-pre-mulgt0 9634
This theorem depends on definitions:  df-bi 190  df-or 377  df-an 378  df-3or 1008  df-3an 1009  df-tru 1455  df-ex 1672  df-nf 1676  df-sb 1806  df-eu 2323  df-mo 2324  df-clab 2458  df-cleq 2464  df-clel 2467  df-nfc 2601  df-ne 2643  df-nel 2644  df-ral 2761  df-rex 2762  df-reu 2763  df-rmo 2764  df-rab 2765  df-v 3033  df-sbc 3256  df-csb 3350  df-dif 3393  df-un 3395  df-in 3397  df-ss 3404  df-pss 3406  df-nul 3723  df-if 3873  df-pw 3944  df-sn 3960  df-pr 3962  df-tp 3964  df-op 3966  df-uni 4191  df-int 4227  df-iun 4271  df-br 4396  df-opab 4455  df-mpt 4456  df-tr 4491  df-eprel 4750  df-id 4754  df-po 4760  df-so 4761  df-fr 4798  df-we 4800  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-pred 5387  df-ord 5433  df-on 5434  df-lim 5435  df-suc 5436  df-iota 5553  df-fun 5591  df-fn 5592  df-f 5593  df-f1 5594  df-fo 5595  df-f1o 5596  df-fv 5597  df-riota 6270  df-ov 6311  df-oprab 6312  df-mpt2 6313  df-om 6712  df-1st 6812  df-2nd 6813  df-wrecs 7046  df-recs 7108  df-rdg 7146  df-1o 7200  df-oadd 7204  df-er 7381  df-map 7492  df-en 7588  df-dom 7589  df-sdom 7590  df-fin 7591  df-pnf 9695  df-mnf 9696  df-xr 9697  df-ltxr 9698  df-le 9699  df-sub 9882  df-neg 9883  df-nn 10632  df-2 10690  df-3 10691  df-4 10692  df-5 10693  df-6 10694  df-7 10695  df-8 10696  df-9 10697  df-n0 10894  df-z 10962  df-uz 11183  df-fz 11811  df-struct 15201  df-ndx 15202  df-slot 15203  df-base 15204  df-plusg 15281  df-tset 15287  df-0g 15418  df-mgm 16566  df-sgrp 16605  df-mnd 16615  df-grp 16751  df-symg 17097
This theorem is referenced by:  symgid  17120  symginv  17121  galactghm  17122  symgga  17125  pgrpsubgsymgbi  17126  pgrpsubgsymg  17127  idressubgsymg  17129  gsumccatsymgsn  17145  symgsssg  17186  symgfisg  17187  symggen  17189  symgtrinv  17191  psgnunilem5  17213  psgnunilem2  17214  psgnuni  17218  psgneldm2  17223  psgnfitr  17236  psgnghm  19225  zrhpsgninv  19230  evpmodpmf1o  19241  mdetleib2  19690  mdetdiag  19701  mdetralt  19710  mdetunilem7  19720  symgtgp  21194  symgfcoeu  28682  madjusmdetlem3  28729  madjusmdetlem4  28730  pgrple2abl  40658
  Copyright terms: Public domain W3C validator