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Theorem symggrp 16984
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 2429 . 2  |-  ( A  e.  V  ->  ( Base `  G )  =  ( Base `  G
) )
2 eqidd 2429 . 2  |-  ( A  e.  V  ->  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G
) )
3 symggrp.1 . . . 4  |-  G  =  ( SymGrp `  A )
4 eqid 2428 . . . 4  |-  ( Base `  G )  =  (
Base `  G )
5 eqid 2428 . . . 4  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
63, 4, 5symgcl 16975 . . 3  |-  ( ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
x ( +g  `  G
) y )  e.  ( Base `  G
) )
763adant1 1023 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
x ( +g  `  G
) y )  e.  ( Base `  G
) )
8 coass 5316 . . . 4  |-  ( ( x  o.  y )  o.  z )  =  ( x  o.  (
y  o.  z ) )
9 simpr1 1011 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  ->  x  e.  ( Base `  G ) )
10 simpr2 1012 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
y  e.  ( Base `  G ) )
113, 4, 5symgov 16974 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
x ( +g  `  G
) y )  =  ( x  o.  y
) )
129, 10, 11syl2anc 665 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( x ( +g  `  G ) y )  =  ( x  o.  y ) )
1312coeq1d 4958 . . . 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 1013 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
z  e.  ( Base `  G ) )
153, 4, 5symgov 16974 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
y ( +g  `  G
) z )  =  ( y  o.  z
) )
1610, 14, 15syl2anc 665 . . . . 5  |-  ( ( A  e.  V  /\  ( x  e.  ( Base `  G )  /\  y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) ) )  -> 
( y ( +g  `  G ) z )  =  ( y  o.  z ) )
1716coeq2d 4959 . . . 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 2488 . . 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 665 . . . 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 16974 . . . 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 665 . . 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 16975 . . . . 5  |-  ( ( y  e.  ( Base `  G )  /\  z  e.  ( Base `  G
) )  ->  (
y ( +g  `  G
) z )  e.  ( Base `  G
) )
2310, 14, 22syl2anc 665 . . . 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 16974 . . . 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 665 . . 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 2472 . 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 5810 . . 3  |-  (  _I  |`  A ) : A -1-1-onto-> A
283, 4elsymgbas 16966 . . 3  |-  ( A  e.  V  ->  (
(  _I  |`  A )  e.  ( Base `  G
)  <->  (  _I  |`  A ) : A -1-1-onto-> A ) )
2927, 28mpbiri 236 . 2  |-  ( A  e.  V  ->  (  _I  |`  A )  e.  ( Base `  G
) )
303, 4, 5symgov 16974 . . . 4  |-  ( ( (  _I  |`  A )  e.  ( Base `  G
)  /\  x  e.  ( Base `  G )
)  ->  ( (  _I  |`  A ) ( +g  `  G ) x )  =  ( (  _I  |`  A )  o.  x ) )
3129, 30sylan 473 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( (  _I  |`  A ) ( +g  `  G
) x )  =  ( (  _I  |`  A )  o.  x ) )
323, 4elsymgbas 16966 . . . . 5  |-  ( A  e.  V  ->  (
x  e.  ( Base `  G )  <->  x : A
-1-1-onto-> A ) )
3332biimpa 486 . . . 4  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  ->  x : A -1-1-onto-> A )
34 f1of 5774 . . . 4  |-  ( x : A -1-1-onto-> A  ->  x : A
--> A )
35 fcoi2 5718 . . . 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 2462 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( (  _I  |`  A ) ( +g  `  G
) x )  =  x )
38 f1ocnv 5786 . . . . 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 16966 . . . 4  |-  ( A  e.  V  ->  ( `' x  e.  ( Base `  G )  <->  `' x : A -1-1-onto-> A ) )
4139, 32, 403imtr4d 271 . . 3  |-  ( A  e.  V  ->  (
x  e.  ( Base `  G )  ->  `' x  e.  ( Base `  G ) ) )
4241imp 430 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  ->  `' x  e.  ( Base `  G ) )
433, 4, 5symgov 16974 . . . 4  |-  ( ( `' x  e.  ( Base `  G )  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( `' x ( +g  `  G ) x )  =  ( `' x  o.  x
) )
4442, 43sylancom 671 . . 3  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( `' x ( +g  `  G ) x )  =  ( `' x  o.  x
) )
45 f1ococnv1 5802 . . . 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 2462 . 2  |-  ( ( A  e.  V  /\  x  e.  ( Base `  G ) )  -> 
( `' x ( +g  `  G ) x )  =  (  _I  |`  A )
)
481, 2, 7, 26, 29, 37, 42, 47isgrpd 16634 1  |-  ( A  e.  V  ->  G  e.  Grp )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 370    /\ w3a 982    = wceq 1437    e. wcel 1872    _I cid 4706   `'ccnv 4795    |` cres 4798    o. ccom 4800   -->wf 5540   -1-1-onto->wf1o 5543   ` cfv 5544  (class class class)co 6249   Basecbs 15064   +g cplusg 15133   Grpcgrp 16612   SymGrpcsymg 16961
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1663  ax-4 1676  ax-5 1752  ax-6 1798  ax-7 1843  ax-8 1874  ax-9 1876  ax-10 1891  ax-11 1896  ax-12 1909  ax-13 2063  ax-ext 2408  ax-rep 4479  ax-sep 4489  ax-nul 4498  ax-pow 4545  ax-pr 4603  ax-un 6541  ax-cnex 9546  ax-resscn 9547  ax-1cn 9548  ax-icn 9549  ax-addcl 9550  ax-addrcl 9551  ax-mulcl 9552  ax-mulrcl 9553  ax-mulcom 9554  ax-addass 9555  ax-mulass 9556  ax-distr 9557  ax-i2m1 9558  ax-1ne0 9559  ax-1rid 9560  ax-rnegex 9561  ax-rrecex 9562  ax-cnre 9563  ax-pre-lttri 9564  ax-pre-lttrn 9565  ax-pre-ltadd 9566  ax-pre-mulgt0 9567
This theorem depends on definitions:  df-bi 188  df-or 371  df-an 372  df-3or 983  df-3an 984  df-tru 1440  df-ex 1658  df-nf 1662  df-sb 1791  df-eu 2280  df-mo 2281  df-clab 2415  df-cleq 2421  df-clel 2424  df-nfc 2558  df-ne 2601  df-nel 2602  df-ral 2719  df-rex 2720  df-reu 2721  df-rmo 2722  df-rab 2723  df-v 3024  df-sbc 3243  df-csb 3339  df-dif 3382  df-un 3384  df-in 3386  df-ss 3393  df-pss 3395  df-nul 3705  df-if 3855  df-pw 3926  df-sn 3942  df-pr 3944  df-tp 3946  df-op 3948  df-uni 4163  df-int 4199  df-iun 4244  df-br 4367  df-opab 4426  df-mpt 4427  df-tr 4462  df-eprel 4707  df-id 4711  df-po 4717  df-so 4718  df-fr 4755  df-we 4757  df-xp 4802  df-rel 4803  df-cnv 4804  df-co 4805  df-dm 4806  df-rn 4807  df-res 4808  df-ima 4809  df-pred 5342  df-ord 5388  df-on 5389  df-lim 5390  df-suc 5391  df-iota 5508  df-fun 5546  df-fn 5547  df-f 5548  df-f1 5549  df-fo 5550  df-f1o 5551  df-fv 5552  df-riota 6211  df-ov 6252  df-oprab 6253  df-mpt2 6254  df-om 6651  df-1st 6751  df-2nd 6752  df-wrecs 6983  df-recs 7045  df-rdg 7083  df-1o 7137  df-oadd 7141  df-er 7318  df-map 7429  df-en 7525  df-dom 7526  df-sdom 7527  df-fin 7528  df-pnf 9628  df-mnf 9629  df-xr 9630  df-ltxr 9631  df-le 9632  df-sub 9813  df-neg 9814  df-nn 10561  df-2 10619  df-3 10620  df-4 10621  df-5 10622  df-6 10623  df-7 10624  df-8 10625  df-9 10626  df-n0 10821  df-z 10889  df-uz 11111  df-fz 11736  df-struct 15066  df-ndx 15067  df-slot 15068  df-base 15069  df-plusg 15146  df-tset 15152  df-0g 15283  df-mgm 16431  df-sgrp 16470  df-mnd 16480  df-grp 16616  df-symg 16962
This theorem is referenced by:  symgid  16985  symginv  16986  galactghm  16987  symgga  16990  pgrpsubgsymgbi  16991  pgrpsubgsymg  16992  idressubgsymg  16994  gsumccatsymgsn  17010  symgsssg  17051  symgfisg  17052  symggen  17054  symgtrinv  17056  psgnunilem5  17078  psgnunilem2  17079  psgnuni  17083  psgneldm2  17088  psgnfitr  17101  psgnghm  19090  zrhpsgninv  19095  evpmodpmf1o  19106  mdetleib2  19555  mdetdiag  19566  mdetralt  19575  mdetunilem7  19585  symgtgp  21058  symgfcoeu  28560  madjusmdetlem3  28607  madjusmdetlem4  28608  pgrple2abl  39753
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