Theorem orbstafun 17567

Description: Existence and uniqueness for the function of orbsta 17569. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jan-2015.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 23-Dec-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
gasta.1	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
gasta.2	⊢ 𝐻 = {𝑢 ∈ 𝑋 ∣ (𝑢 ⊕ 𝐴) = 𝐴}
orbsta.r	⊢ ∼ = (𝐺 ~QG 𝐻)
orbsta.f	⊢ 𝐹 = ran (𝑘 ∈ 𝑋 ↦ ⟨[𝑘] ∼ , (𝑘 ⊕ 𝐴)⟩)

Assertion

Ref	Expression
orbstafun	⊢ (( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) → Fun 𝐹)

Distinct variable groups:   ∼ ,𝑘   𝑢,𝑘, ⊕   𝐴,𝑘,𝑢   𝑘,𝐺,𝑢   𝑘,𝑋,𝑢   𝑘,𝑌

Allowed substitution hints:   ∼ (𝑢)   𝐹(𝑢,𝑘)   𝐻(𝑢,𝑘)   𝑌(𝑢)

Proof of Theorem orbstafun

Dummy variable ℎ is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		orbsta.f	. 2 ⊢ 𝐹 = ran (𝑘 ∈ 𝑋 ↦ ⟨[𝑘] ∼ , (𝑘 ⊕ 𝐴)⟩)
2		ovex 6577	. . 3 ⊢ (𝑘 ⊕ 𝐴) ∈ V
3	2	a1i 11	. 2 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ 𝑘 ∈ 𝑋) → (𝑘 ⊕ 𝐴) ∈ V)
4		gasta.1	. . . 4 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
5		gasta.2	. . . 4 ⊢ 𝐻 = {𝑢 ∈ 𝑋 ∣ (𝑢 ⊕ 𝐴) = 𝐴}
6	4, 5	gastacl 17565	. . 3 ⊢ (( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) → 𝐻 ∈ (SubGrp‘𝐺))
7		orbsta.r	. . . 4 ⊢ ∼ = (𝐺 ~QG 𝐻)
8	4, 7	eqger 17467	. . 3 ⊢ (𝐻 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ∼ Er 𝑋)
9	6, 8	syl 17	. 2 ⊢ (( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) → ∼ Er 𝑋)
10		fvex 6113	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐺) ∈ V
11	4, 10	eqeltri 2684	. . 3 ⊢ 𝑋 ∈ V
12	11	a1i 11	. 2 ⊢ (( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) → 𝑋 ∈ V)
13		oveq1 6556	. 2 ⊢ (𝑘 = ℎ → (𝑘 ⊕ 𝐴) = (ℎ ⊕ 𝐴))
14		simpr 476	. . 3 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ 𝑘 ∼ ℎ) → 𝑘 ∼ ℎ)
15		subgrcl 17422	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐻 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐺 ∈ Grp)
16	4	subgss 17418	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐻 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐻 ⊆ 𝑋)
17		eqid 2610	. . . . . . . . . 10 ⊢ (invg‘𝐺) = (invg‘𝐺)
18		eqid 2610	. . . . . . . . . 10 ⊢ (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
19	4, 17, 18, 7	eqgval 17466	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐻 ⊆ 𝑋) → (𝑘 ∼ ℎ ↔ (𝑘 ∈ 𝑋 ∧ ℎ ∈ 𝑋 ∧ (((invg‘𝐺)‘𝑘)(+g‘𝐺)ℎ) ∈ 𝐻)))
20	15, 16, 19	syl2anc 691	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐻 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝑘 ∼ ℎ ↔ (𝑘 ∈ 𝑋 ∧ ℎ ∈ 𝑋 ∧ (((invg‘𝐺)‘𝑘)(+g‘𝐺)ℎ) ∈ 𝐻)))
21	6, 20	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) → (𝑘 ∼ ℎ ↔ (𝑘 ∈ 𝑋 ∧ ℎ ∈ 𝑋 ∧ (((invg‘𝐺)‘𝑘)(+g‘𝐺)ℎ) ∈ 𝐻)))
22	21	biimpa 500	. . . . . 6 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ 𝑘 ∼ ℎ) → (𝑘 ∈ 𝑋 ∧ ℎ ∈ 𝑋 ∧ (((invg‘𝐺)‘𝑘)(+g‘𝐺)ℎ) ∈ 𝐻))
23	22	simp1d 1066	. . . . 5 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ 𝑘 ∼ ℎ) → 𝑘 ∈ 𝑋)
24	22	simp2d 1067	. . . . 5 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ 𝑘 ∼ ℎ) → ℎ ∈ 𝑋)
25	23, 24	jca 553	. . . 4 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ 𝑘 ∼ ℎ) → (𝑘 ∈ 𝑋 ∧ ℎ ∈ 𝑋))
26	4, 5, 7	gastacos 17566	. . . 4 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ (𝑘 ∈ 𝑋 ∧ ℎ ∈ 𝑋)) → (𝑘 ∼ ℎ ↔ (𝑘 ⊕ 𝐴) = (ℎ ⊕ 𝐴)))
27	25, 26	syldan 486	. . 3 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ 𝑘 ∼ ℎ) → (𝑘 ∼ ℎ ↔ (𝑘 ⊕ 𝐴) = (ℎ ⊕ 𝐴)))
28	14, 27	mpbid 221	. 2 ⊢ ((( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) ∧ 𝑘 ∼ ℎ) → (𝑘 ⊕ 𝐴) = (ℎ ⊕ 𝐴))
29	1, 3, 9, 12, 13, 28	qliftfund 7720	1 ⊢ (( ⊕ ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝐴 ∈ 𝑌) → Fun 𝐹)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977  {crab 2900  Vcvv 3173   ⊆ wss 3540  ⟨cop 4131   class class class wbr 4583   ↦ cmpt 4643  ran crn 5039  Fun wfun 5798  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549   Er wer 7626  [cec 7627  Basecbs 15695  +_gcplusg 15768  Grpcgrp 17245  inv_gcminusg 17246  SubGrpcsubg 17411   ~_QG cqg 17413   GrpAct cga 17545

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892

This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-iun 4457  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-er 7629  df-ec 7631  df-qs 7635  df-map 7746  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-nn 10898  df-2 10956  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-0g 15925  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-subg 17414  df-eqg 17416  df-ga 17546

This theorem is referenced by:  orbstaval  17568  orbsta  17569