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

Theorem symgsssg 15964
Description: The symmetric group has subgroups restricting the set of non-fixed points. (Contributed by Stefan O'Rear, 24-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
symgsssg.g  |-  G  =  ( SymGrp `  D )
symgsssg.b  |-  B  =  ( Base `  G
)
Assertion
Ref Expression
symgsssg  |-  ( D  e.  V  ->  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }  e.  (SubGrp `  G ) )
Distinct variable groups:    x, B    x, G    x, X
Allowed substitution hints:    D( x)    V( x)

Proof of Theorem symgsssg
Dummy variables  y 
z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqidd 2439 . 2  |-  ( D  e.  V  ->  ( Gs  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }
)  =  ( Gs  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X } ) )
2 eqidd 2439 . 2  |-  ( D  e.  V  ->  ( 0g `  G )  =  ( 0g `  G
) )
3 eqidd 2439 . 2  |-  ( D  e.  V  ->  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G
) )
4 ssrab2 3432 . . . 4  |-  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }  C_  B
5 symgsssg.b . . . 4  |-  B  =  ( Base `  G
)
64, 5sseqtri 3383 . . 3  |-  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }  C_  ( Base `  G )
76a1i 11 . 2  |-  ( D  e.  V  ->  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }  C_  ( Base `  G ) )
8 symgsssg.g . . . . 5  |-  G  =  ( SymGrp `  D )
98symggrp 15896 . . . 4  |-  ( D  e.  V  ->  G  e.  Grp )
10 eqid 2438 . . . . 5  |-  ( 0g
`  G )  =  ( 0g `  G
)
115, 10grpidcl 15557 . . . 4  |-  ( G  e.  Grp  ->  ( 0g `  G )  e.  B )
129, 11syl 16 . . 3  |-  ( D  e.  V  ->  ( 0g `  G )  e.  B )
138symgid 15897 . . . . . 6  |-  ( D  e.  V  ->  (  _I  |`  D )  =  ( 0g `  G
) )
1413difeq1d 3468 . . . . 5  |-  ( D  e.  V  ->  (
(  _I  |`  D ) 
\  _I  )  =  ( ( 0g `  G )  \  _I  ) )
1514dmeqd 5037 . . . 4  |-  ( D  e.  V  ->  dom  ( (  _I  |`  D ) 
\  _I  )  =  dom  ( ( 0g
`  G )  \  _I  ) )
16 resss 5129 . . . . . . . 8  |-  (  _I  |`  D )  C_  _I
17 ssdif0 3732 . . . . . . . 8  |-  ( (  _I  |`  D )  C_  _I  <->  ( (  _I  |`  D )  \  _I  )  =  (/) )
1816, 17mpbi 208 . . . . . . 7  |-  ( (  _I  |`  D )  \  _I  )  =  (/)
1918dmeqi 5036 . . . . . 6  |-  dom  (
(  _I  |`  D ) 
\  _I  )  =  dom  (/)
20 dm0 5048 . . . . . 6  |-  dom  (/)  =  (/)
2119, 20eqtri 2458 . . . . 5  |-  dom  (
(  _I  |`  D ) 
\  _I  )  =  (/)
22 0ss 3661 . . . . 5  |-  (/)  C_  X
2321, 22eqsstri 3381 . . . 4  |-  dom  (
(  _I  |`  D ) 
\  _I  )  C_  X
2415, 23syl6eqssr 3402 . . 3  |-  ( D  e.  V  ->  dom  ( ( 0g `  G )  \  _I  )  C_  X )
25 difeq1 3462 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( 0g `  G )  ->  (
x  \  _I  )  =  ( ( 0g
`  G )  \  _I  ) )
2625dmeqd 5037 . . . . 5  |-  ( x  =  ( 0g `  G )  ->  dom  ( x  \  _I  )  =  dom  ( ( 0g
`  G )  \  _I  ) )
2726sseq1d 3378 . . . 4  |-  ( x  =  ( 0g `  G )  ->  ( dom  ( x  \  _I  )  C_  X  <->  dom  ( ( 0g `  G ) 
\  _I  )  C_  X ) )
2827elrab 3112 . . 3  |-  ( ( 0g `  G )  e.  { x  e.  B  |  dom  (
x  \  _I  )  C_  X }  <->  ( ( 0g `  G )  e.  B  /\  dom  (
( 0g `  G
)  \  _I  )  C_  X ) )
2912, 24, 28sylanbrc 664 . 2  |-  ( D  e.  V  ->  ( 0g `  G )  e. 
{ x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }
)
30 biid 236 . . 3  |-  ( D  e.  V  <->  D  e.  V )
31 difeq1 3462 . . . . . 6  |-  ( x  =  y  ->  (
x  \  _I  )  =  ( y  \  _I  ) )
3231dmeqd 5037 . . . . 5  |-  ( x  =  y  ->  dom  ( x  \  _I  )  =  dom  ( y  \  _I  ) )
3332sseq1d 3378 . . . 4  |-  ( x  =  y  ->  ( dom  ( x  \  _I  )  C_  X  <->  dom  ( y 
\  _I  )  C_  X ) )
3433elrab 3112 . . 3  |-  ( y  e.  { x  e.  B  |  dom  (
x  \  _I  )  C_  X }  <->  ( y  e.  B  /\  dom  (
y  \  _I  )  C_  X ) )
35 difeq1 3462 . . . . . 6  |-  ( x  =  z  ->  (
x  \  _I  )  =  ( z  \  _I  ) )
3635dmeqd 5037 . . . . 5  |-  ( x  =  z  ->  dom  ( x  \  _I  )  =  dom  ( z  \  _I  ) )
3736sseq1d 3378 . . . 4  |-  ( x  =  z  ->  ( dom  ( x  \  _I  )  C_  X  <->  dom  ( z 
\  _I  )  C_  X ) )
3837elrab 3112 . . 3  |-  ( z  e.  { x  e.  B  |  dom  (
x  \  _I  )  C_  X }  <->  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )
3993ad2ant1 1009 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  ->  G  e.  Grp )
40 simp2l 1014 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  -> 
y  e.  B )
41 simp3l 1016 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  -> 
z  e.  B )
42 eqid 2438 . . . . . 6  |-  ( +g  `  G )  =  ( +g  `  G )
435, 42grpcl 15542 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  y  e.  B  /\  z  e.  B )  ->  ( y ( +g  `  G ) z )  e.  B )
4439, 40, 41, 43syl3anc 1218 . . . 4  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  -> 
( y ( +g  `  G ) z )  e.  B )
458, 5, 42symgov 15886 . . . . . . . 8  |-  ( ( y  e.  B  /\  z  e.  B )  ->  ( y ( +g  `  G ) z )  =  ( y  o.  z ) )
4640, 41, 45syl2anc 661 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  -> 
( y ( +g  `  G ) z )  =  ( y  o.  z ) )
4746difeq1d 3468 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  -> 
( ( y ( +g  `  G ) z )  \  _I  )  =  ( (
y  o.  z ) 
\  _I  ) )
4847dmeqd 5037 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( ( y ( +g  `  G ) z )  \  _I  )  =  dom  ( ( y  o.  z ) 
\  _I  ) )
49 mvdco 15942 . . . . . 6  |-  dom  (
( y  o.  z
)  \  _I  )  C_  ( dom  ( y 
\  _I  )  u. 
dom  ( z  \  _I  ) )
50 simp2r 1015 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )
51 simp3r 1017 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( z  \  _I  )  C_  X )
5250, 51unssd 3527 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  -> 
( dom  ( y  \  _I  )  u.  dom  ( z  \  _I  ) )  C_  X
)
5349, 52syl5ss 3362 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( ( y  o.  z )  \  _I  )  C_  X )
5448, 53eqsstrd 3385 . . . 4  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( ( y ( +g  `  G ) z )  \  _I  )  C_  X )
55 difeq1 3462 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( y ( +g  `  G ) z )  ->  (
x  \  _I  )  =  ( ( y ( +g  `  G
) z )  \  _I  ) )
5655dmeqd 5037 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( y ( +g  `  G ) z )  ->  dom  ( x  \  _I  )  =  dom  ( ( y ( +g  `  G
) z )  \  _I  ) )
5756sseq1d 3378 . . . . 5  |-  ( x  =  ( y ( +g  `  G ) z )  ->  ( dom  ( x  \  _I  )  C_  X  <->  dom  ( ( y ( +g  `  G
) z )  \  _I  )  C_  X ) )
5857elrab 3112 . . . 4  |-  ( ( y ( +g  `  G
) z )  e. 
{ x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }  <->  ( ( y ( +g  `  G ) z )  e.  B  /\  dom  ( ( y ( +g  `  G ) z )  \  _I  )  C_  X ) )
5944, 54, 58sylanbrc 664 . . 3  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X )  /\  ( z  e.  B  /\  dom  (
z  \  _I  )  C_  X ) )  -> 
( y ( +g  `  G ) z )  e.  { x  e.  B  |  dom  (
x  \  _I  )  C_  X } )
6030, 34, 38, 59syl3anb 1261 . 2  |-  ( ( D  e.  V  /\  y  e.  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }  /\  z  e.  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }
)  ->  ( y
( +g  `  G ) z )  e.  {
x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X } )
619adantr 465 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  G  e.  Grp )
62 simprl 755 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  y  e.  B )
63 eqid 2438 . . . . . 6  |-  ( invg `  G )  =  ( invg `  G )
645, 63grpinvcl 15574 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  y  e.  B )  ->  ( ( invg `  G ) `  y
)  e.  B )
6561, 62, 64syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  ( ( invg `  G ) `
 y )  e.  B )
668, 5, 63symginv 15898 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  B  ->  (
( invg `  G ) `  y
)  =  `' y )
6766ad2antrl 727 . . . . . . . 8  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  ( ( invg `  G ) `
 y )  =  `' y )
6867difeq1d 3468 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  ( (
( invg `  G ) `  y
)  \  _I  )  =  ( `' y 
\  _I  ) )
6968dmeqd 5037 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( ( ( invg `  G ) `  y
)  \  _I  )  =  dom  ( `' y 
\  _I  ) )
708, 5elsymgbas2 15877 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  B  ->  (
y  e.  B  <->  y : D
-1-1-onto-> D ) )
7170ibi 241 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  B  ->  y : D -1-1-onto-> D )
7271ad2antrl 727 . . . . . . 7  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  y : D
-1-1-onto-> D )
73 f1omvdcnv 15941 . . . . . . 7  |-  ( y : D -1-1-onto-> D  ->  dom  ( `' y  \  _I  )  =  dom  ( y  \  _I  ) )
7472, 73syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( `' y  \  _I  )  =  dom  ( y  \  _I  ) )
7569, 74eqtrd 2470 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( ( ( invg `  G ) `  y
)  \  _I  )  =  dom  ( y  \  _I  ) )
76 simprr 756 . . . . 5  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( y 
\  _I  )  C_  X )
7775, 76eqsstrd 3385 . . . 4  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  dom  ( ( ( invg `  G ) `  y
)  \  _I  )  C_  X )
78 difeq1 3462 . . . . . . 7  |-  ( x  =  ( ( invg `  G ) `
 y )  -> 
( x  \  _I  )  =  ( (
( invg `  G ) `  y
)  \  _I  )
)
7978dmeqd 5037 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( ( invg `  G ) `
 y )  ->  dom  ( x  \  _I  )  =  dom  ( ( ( invg `  G ) `  y
)  \  _I  )
)
8079sseq1d 3378 . . . . 5  |-  ( x  =  ( ( invg `  G ) `
 y )  -> 
( dom  ( x  \  _I  )  C_  X  <->  dom  ( ( ( invg `  G ) `
 y )  \  _I  )  C_  X ) )
8180elrab 3112 . . . 4  |-  ( ( ( invg `  G ) `  y
)  e.  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }  <->  ( (
( invg `  G ) `  y
)  e.  B  /\  dom  ( ( ( invg `  G ) `
 y )  \  _I  )  C_  X ) )
8265, 77, 81sylanbrc 664 . . 3  |-  ( ( D  e.  V  /\  ( y  e.  B  /\  dom  ( y  \  _I  )  C_  X ) )  ->  ( ( invg `  G ) `
 y )  e. 
{ x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }
)
8334, 82sylan2b 475 . 2  |-  ( ( D  e.  V  /\  y  e.  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X } )  -> 
( ( invg `  G ) `  y
)  e.  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X } )
841, 2, 3, 7, 29, 60, 83, 9issubgrpd2 15688 1  |-  ( D  e.  V  ->  { x  e.  B  |  dom  ( x  \  _I  )  C_  X }  e.  (SubGrp `  G ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1369    e. wcel 1756   {crab 2714    \ cdif 3320    u. cun 3321    C_ wss 3323   (/)c0 3632    _I cid 4626   `'ccnv 4834   dom cdm 4835    |` cres 4837    o. ccom 4839   -1-1-onto->wf1o 5412   ` cfv 5413  (class class class)co 6086   Basecbs 14166   ↾s cress 14167   +g cplusg 14230   0gc0g 14370   Grpcgrp 15402   invgcminusg 15403  SubGrpcsubg 15666   SymGrpcsymg 15873
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 2419  ax-rep 4398  ax-sep 4408  ax-nul 4416  ax-pow 4465  ax-pr 4526  ax-un 6367  ax-cnex 9330  ax-resscn 9331  ax-1cn 9332  ax-icn 9333  ax-addcl 9334  ax-addrcl 9335  ax-mulcl 9336  ax-mulrcl 9337  ax-mulcom 9338  ax-addass 9339  ax-mulass 9340  ax-distr 9341  ax-i2m1 9342  ax-1ne0 9343  ax-1rid 9344  ax-rnegex 9345  ax-rrecex 9346  ax-cnre 9347  ax-pre-lttri 9348  ax-pre-lttrn 9349  ax-pre-ltadd 9350  ax-pre-mulgt0 9351
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2256  df-mo 2257  df-clab 2425  df-cleq 2431  df-clel 2434  df-nfc 2563  df-ne 2603  df-nel 2604  df-ral 2715  df-rex 2716  df-reu 2717  df-rmo 2718  df-rab 2719  df-v 2969  df-sbc 3182  df-csb 3284  df-dif 3326  df-un 3328  df-in 3330  df-ss 3337  df-pss 3339  df-nul 3633  df-if 3787  df-pw 3857  df-sn 3873  df-pr 3875  df-tp 3877  df-op 3879  df-uni 4087  df-int 4124  df-iun 4168  df-br 4288  df-opab 4346  df-mpt 4347  df-tr 4381  df-eprel 4627  df-id 4631  df-po 4636  df-so 4637  df-fr 4674  df-we 4676  df-ord 4717  df-on 4718  df-lim 4719  df-suc 4720  df-xp 4841  df-rel 4842  df-cnv 4843  df-co 4844  df-dm 4845  df-rn 4846  df-res 4847  df-ima 4848  df-iota 5376  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-riota 6047  df-ov 6089  df-oprab 6090  df-mpt2 6091  df-om 6472  df-1st 6572  df-2nd 6573  df-recs 6824  df-rdg 6858  df-1o 6912  df-oadd 6916  df-er 7093  df-map 7208  df-en 7303  df-dom 7304  df-sdom 7305  df-fin 7306  df-pnf 9412  df-mnf 9413  df-xr 9414  df-ltxr 9415  df-le 9416  df-sub 9589  df-neg 9590  df-nn 10315  df-2 10372  df-3 10373  df-4 10374  df-5 10375  df-6 10376  df-7 10377  df-8 10378  df-9 10379  df-n0 10572  df-z 10639  df-uz 10854  df-fz 11430  df-struct 14168  df-ndx 14169  df-slot 14170  df-base 14171  df-sets 14172  df-ress 14173  df-plusg 14243  df-tset 14249  df-0g 14372  df-mnd 15407  df-grp 15536  df-minusg 15537  df-subg 15669  df-symg 15874
This theorem is referenced by:  psgnunilem5  15991
  Copyright terms: Public domain W3C validator