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

Theorem galactghm 17595
Description: The currying of a group action is a group homomorphism between the group 𝐺 and the symmetric group (SymGrp‘𝑌). (Contributed by FL, 17-May-2010.) (Proof shortened by Mario Carneiro, 13-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
galactghm.x 𝑋 = (Base‘𝐺)
galactghm.h 𝐻 = (SymGrp‘𝑌)
galactghm.f 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)))
Assertion
Ref Expression
galactghm ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐺   𝑥, ,𝑦   𝑥,𝑋,𝑦   𝑥,𝐻   𝑥,𝑌,𝑦
Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥,𝑦)   𝐻(𝑦)

Proof of Theorem galactghm
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 galactghm.x . 2 𝑋 = (Base‘𝐺)
2 eqid 2609 . 2 (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
3 eqid 2609 . 2 (+g𝐺) = (+g𝐺)
4 eqid 2609 . 2 (+g𝐻) = (+g𝐻)
5 gagrp 17497 . 2 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐺 ∈ Grp)
6 gaset 17498 . . 3 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝑌 ∈ V)
7 galactghm.h . . . 4 𝐻 = (SymGrp‘𝑌)
87symggrp 17592 . . 3 (𝑌 ∈ V → 𝐻 ∈ Grp)
96, 8syl 17 . 2 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐻 ∈ Grp)
10 eqid 2609 . . . . 5 (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦))
111, 10gapm 17511 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)):𝑌1-1-onto𝑌)
126adantr 479 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑌 ∈ V)
137, 2elsymgbas 17574 . . . . 5 (𝑌 ∈ V → ((𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) ∈ (Base‘𝐻) ↔ (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)):𝑌1-1-onto𝑌))
1412, 13syl 17 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝑥𝑋) → ((𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) ∈ (Base‘𝐻) ↔ (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)):𝑌1-1-onto𝑌))
1511, 14mpbird 245 . . 3 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) ∈ (Base‘𝐻))
16 galactghm.f . . 3 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)))
1715, 16fmptd 6277 . 2 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐹:𝑋⟶(Base‘𝐻))
18 df-3an 1032 . . . . . 6 ((𝑧𝑋𝑤𝑋𝑦𝑌) ↔ ((𝑧𝑋𝑤𝑋) ∧ 𝑦𝑌))
191, 3gaass 17502 . . . . . 6 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋𝑦𝑌)) → ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦) = (𝑧 (𝑤 𝑦)))
2018, 19sylan2br 491 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ ((𝑧𝑋𝑤𝑋) ∧ 𝑦𝑌)) → ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦) = (𝑧 (𝑤 𝑦)))
2120anassrs 677 . . . 4 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦) = (𝑧 (𝑤 𝑦)))
2221mpteq2dva 4666 . . 3 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 (𝑤 𝑦))))
235adantr 479 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝐺 ∈ Grp)
24 simprl 789 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝑧𝑋)
25 simprr 791 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝑤𝑋)
261, 3grpcl 17202 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑧𝑋𝑤𝑋) → (𝑧(+g𝐺)𝑤) ∈ 𝑋)
2723, 24, 25, 26syl3anc 1317 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑧(+g𝐺)𝑤) ∈ 𝑋)
286adantr 479 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝑌 ∈ V)
29 mptexg 6367 . . . . 5 (𝑌 ∈ V → (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)) ∈ V)
3028, 29syl 17 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)) ∈ V)
31 oveq1 6534 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑧(+g𝐺)𝑤) → (𝑥 𝑦) = ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦))
3231mpteq2dv 4667 . . . . 5 (𝑥 = (𝑧(+g𝐺)𝑤) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)))
3332, 16fvmptg 6174 . . . 4 (((𝑧(+g𝐺)𝑤) ∈ 𝑋 ∧ (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)) ∈ V) → (𝐹‘(𝑧(+g𝐺)𝑤)) = (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)))
3427, 30, 33syl2anc 690 . . 3 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹‘(𝑧(+g𝐺)𝑤)) = (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)))
3517adantr 479 . . . . . 6 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝐹:𝑋⟶(Base‘𝐻))
3635, 24ffvelrnd 6253 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑧) ∈ (Base‘𝐻))
3735, 25ffvelrnd 6253 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) ∈ (Base‘𝐻))
387, 2, 4symgov 17582 . . . . 5 (((𝐹𝑧) ∈ (Base‘𝐻) ∧ (𝐹𝑤) ∈ (Base‘𝐻)) → ((𝐹𝑧)(+g𝐻)(𝐹𝑤)) = ((𝐹𝑧) ∘ (𝐹𝑤)))
3936, 37, 38syl2anc 690 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → ((𝐹𝑧)(+g𝐻)(𝐹𝑤)) = ((𝐹𝑧) ∘ (𝐹𝑤)))
401gaf 17500 . . . . . . 7 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → :(𝑋 × 𝑌)⟶𝑌)
4140ad2antrr 757 . . . . . 6 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → :(𝑋 × 𝑌)⟶𝑌)
4225adantr 479 . . . . . 6 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → 𝑤𝑋)
43 simpr 475 . . . . . 6 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → 𝑦𝑌)
4441, 42, 43fovrnd 6682 . . . . 5 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → (𝑤 𝑦) ∈ 𝑌)
45 mptexg 6367 . . . . . . 7 (𝑌 ∈ V → (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)) ∈ V)
4628, 45syl 17 . . . . . 6 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)) ∈ V)
47 oveq1 6534 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑤 → (𝑥 𝑦) = (𝑤 𝑦))
4847mpteq2dv 4667 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑤 → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)))
4948, 16fvmptg 6174 . . . . . 6 ((𝑤𝑋 ∧ (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)) ∈ V) → (𝐹𝑤) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)))
5025, 46, 49syl2anc 690 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)))
51 mptexg 6367 . . . . . . . 8 (𝑌 ∈ V → (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)) ∈ V)
5228, 51syl 17 . . . . . . 7 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)) ∈ V)
53 oveq1 6534 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 𝑦) = (𝑧 𝑦))
5453mpteq2dv 4667 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑧 → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)))
5554, 16fvmptg 6174 . . . . . . 7 ((𝑧𝑋 ∧ (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)) ∈ V) → (𝐹𝑧) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)))
5624, 52, 55syl2anc 690 . . . . . 6 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑧) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)))
57 oveq2 6535 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑥 → (𝑧 𝑦) = (𝑧 𝑥))
5857cbvmptv 4672 . . . . . 6 (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)) = (𝑥𝑌 ↦ (𝑧 𝑥))
5956, 58syl6eq 2659 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑧) = (𝑥𝑌 ↦ (𝑧 𝑥)))
60 oveq2 6535 . . . . 5 (𝑥 = (𝑤 𝑦) → (𝑧 𝑥) = (𝑧 (𝑤 𝑦)))
6144, 50, 59, 60fmptco 6288 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → ((𝐹𝑧) ∘ (𝐹𝑤)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 (𝑤 𝑦))))
6239, 61eqtrd 2643 . . 3 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → ((𝐹𝑧)(+g𝐻)(𝐹𝑤)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 (𝑤 𝑦))))
6322, 34, 623eqtr4d 2653 . 2 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹‘(𝑧(+g𝐺)𝑤)) = ((𝐹𝑧)(+g𝐻)(𝐹𝑤)))
641, 2, 3, 4, 5, 9, 17, 63isghmd 17441 1 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 194  wa 382  w3a 1030   = wceq 1474  wcel 1976  Vcvv 3172  cmpt 4637   × cxp 5026  ccom 5032  wf 5786  1-1-ontowf1o 5789  cfv 5790  (class class class)co 6527  Basecbs 15644  +gcplusg 15717  Grpcgrp 17194   GrpHom cghm 17429   GrpAct cga 17494  SymGrpcsymg 17569
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1712  ax-4 1727  ax-5 1826  ax-6 1874  ax-7 1921  ax-8 1978  ax-9 1985  ax-10 2005  ax-11 2020  ax-12 2033  ax-13 2233  ax-ext 2589  ax-rep 4693  ax-sep 4703  ax-nul 4712  ax-pow 4764  ax-pr 4828  ax-un 6825  ax-cnex 9849  ax-resscn 9850  ax-1cn 9851  ax-icn 9852  ax-addcl 9853  ax-addrcl 9854  ax-mulcl 9855  ax-mulrcl 9856  ax-mulcom 9857  ax-addass 9858  ax-mulass 9859  ax-distr 9860  ax-i2m1 9861  ax-1ne0 9862  ax-1rid 9863  ax-rnegex 9864  ax-rrecex 9865  ax-cnre 9866  ax-pre-lttri 9867  ax-pre-lttrn 9868  ax-pre-ltadd 9869  ax-pre-mulgt0 9870
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1867  df-eu 2461  df-mo 2462  df-clab 2596  df-cleq 2602  df-clel 2605  df-nfc 2739  df-ne 2781  df-nel 2782  df-ral 2900  df-rex 2901  df-reu 2902  df-rmo 2903  df-rab 2904  df-v 3174  df-sbc 3402  df-csb 3499  df-dif 3542  df-un 3544  df-in 3546  df-ss 3553  df-pss 3555  df-nul 3874  df-if 4036  df-pw 4109  df-sn 4125  df-pr 4127  df-tp 4129  df-op 4131  df-uni 4367  df-int 4405  df-iun 4451  df-br 4578  df-opab 4638  df-mpt 4639  df-tr 4675  df-eprel 4939  df-id 4943  df-po 4949  df-so 4950  df-fr 4987  df-we 4989  df-xp 5034  df-rel 5035  df-cnv 5036  df-co 5037  df-dm 5038  df-rn 5039  df-res 5040  df-ima 5041  df-pred 5583  df-ord 5629  df-on 5630  df-lim 5631  df-suc 5632  df-iota 5754  df-fun 5792  df-fn 5793  df-f 5794  df-f1 5795  df-fo 5796  df-f1o 5797  df-fv 5798  df-riota 6489  df-ov 6530  df-oprab 6531  df-mpt2 6532  df-om 6936  df-1st 7037  df-2nd 7038  df-wrecs 7272  df-recs 7333  df-rdg 7371  df-1o 7425  df-oadd 7429  df-er 7607  df-map 7724  df-en 7820  df-dom 7821  df-sdom 7822  df-fin 7823  df-pnf 9933  df-mnf 9934  df-xr 9935  df-ltxr 9936  df-le 9937  df-sub 10120  df-neg 10121  df-nn 10871  df-2 10929  df-3 10930  df-4 10931  df-5 10932  df-6 10933  df-7 10934  df-8 10935  df-9 10936  df-n0 11143  df-z 11214  df-uz 11523  df-fz 12156  df-struct 15646  df-ndx 15647  df-slot 15648  df-base 15649  df-plusg 15730  df-tset 15736  df-0g 15874  df-mgm 17014  df-sgrp 17056  df-mnd 17067  df-grp 17197  df-minusg 17198  df-ghm 17430  df-ga 17495  df-symg 17570
This theorem is referenced by:  cayleylem1  17604
  Copyright terms: Public domain W3C validator