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

Theorem symgfixelsi 17771
Description: The restriction of a permutation fixing an element to the set with this element removed is an element of the restricted symmetric group. (Contributed by AV, 4-Jan-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
symgfixf.p 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
symgfixf.q 𝑄 = {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐾}
symgfixf.s 𝑆 = (Base‘(SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾})))
symgfixf.d 𝐷 = (𝑁 ∖ {𝐾})
Assertion
Ref Expression
symgfixelsi ((𝐾𝑁𝐹𝑄) → (𝐹𝐷) ∈ 𝑆)
Distinct variable groups:   𝐾,𝑞   𝑃,𝑞
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑞)   𝑄(𝑞)   𝑆(𝑞)   𝐹(𝑞)   𝑁(𝑞)

Proof of Theorem symgfixelsi
StepHypRef Expression
1 symgfixf.p . . . . 5 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
2 symgfixf.q . . . . 5 𝑄 = {𝑞𝑃 ∣ (𝑞𝐾) = 𝐾}
31, 2symgfixelq 17769 . . . 4 (𝐹𝑄 → (𝐹𝑄 ↔ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)))
4 f1of1 6095 . . . . . . . . . 10 (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁𝐹:𝑁1-1𝑁)
54ad2antrl 763 . . . . . . . . 9 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → 𝐹:𝑁1-1𝑁)
6 difssd 3721 . . . . . . . . 9 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → (𝑁 ∖ {𝐾}) ⊆ 𝑁)
7 f1ores 6110 . . . . . . . . 9 ((𝐹:𝑁1-1𝑁 ∧ (𝑁 ∖ {𝐾}) ⊆ 𝑁) → (𝐹 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})):(𝑁 ∖ {𝐾})–1-1-onto→(𝐹 “ (𝑁 ∖ {𝐾})))
85, 6, 7syl2anc 692 . . . . . . . 8 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → (𝐹 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})):(𝑁 ∖ {𝐾})–1-1-onto→(𝐹 “ (𝑁 ∖ {𝐾})))
9 symgfixf.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (𝑁 ∖ {𝐾})
109reseq2i 5357 . . . . . . . . . 10 (𝐹𝐷) = (𝐹 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾}))
1110a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → (𝐹𝐷) = (𝐹 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})))
129a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → 𝐷 = (𝑁 ∖ {𝐾}))
13 f1ofo 6103 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁𝐹:𝑁onto𝑁)
14 foima 6079 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹:𝑁onto𝑁 → (𝐹𝑁) = 𝑁)
1514eqcomd 2632 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹:𝑁onto𝑁𝑁 = (𝐹𝑁))
1613, 15syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁𝑁 = (𝐹𝑁))
1716ad2antrl 763 . . . . . . . . . . 11 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → 𝑁 = (𝐹𝑁))
18 sneq 4163 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 = (𝐹𝐾) → {𝐾} = {(𝐹𝐾)})
1918eqcoms 2634 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹𝐾) = 𝐾 → {𝐾} = {(𝐹𝐾)})
2019ad2antll 764 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → {𝐾} = {(𝐹𝐾)})
21 f1ofn 6097 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁𝐹 Fn 𝑁)
2221ad2antrl 763 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → 𝐹 Fn 𝑁)
23 simpl 473 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → 𝐾𝑁)
24 fnsnfv 6216 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐹 Fn 𝑁𝐾𝑁) → {(𝐹𝐾)} = (𝐹 “ {𝐾}))
2522, 23, 24syl2anc 692 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → {(𝐹𝐾)} = (𝐹 “ {𝐾}))
2620, 25eqtrd 2660 . . . . . . . . . . 11 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → {𝐾} = (𝐹 “ {𝐾}))
2717, 26difeq12d 3712 . . . . . . . . . 10 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → (𝑁 ∖ {𝐾}) = ((𝐹𝑁) ∖ (𝐹 “ {𝐾})))
28 dff1o2 6101 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ↔ (𝐹 Fn 𝑁 ∧ Fun 𝐹 ∧ ran 𝐹 = 𝑁))
2928simp2bi 1075 . . . . . . . . . . . 12 (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 → Fun 𝐹)
3029ad2antrl 763 . . . . . . . . . . 11 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → Fun 𝐹)
31 imadif 5933 . . . . . . . . . . 11 (Fun 𝐹 → (𝐹 “ (𝑁 ∖ {𝐾})) = ((𝐹𝑁) ∖ (𝐹 “ {𝐾})))
3230, 31syl 17 . . . . . . . . . 10 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → (𝐹 “ (𝑁 ∖ {𝐾})) = ((𝐹𝑁) ∖ (𝐹 “ {𝐾})))
3327, 12, 323eqtr4d 2670 . . . . . . . . 9 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → 𝐷 = (𝐹 “ (𝑁 ∖ {𝐾})))
3411, 12, 33f1oeq123d 6092 . . . . . . . 8 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → ((𝐹𝐷):𝐷1-1-onto𝐷 ↔ (𝐹 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})):(𝑁 ∖ {𝐾})–1-1-onto→(𝐹 “ (𝑁 ∖ {𝐾}))))
358, 34mpbird 247 . . . . . . 7 ((𝐾𝑁 ∧ (𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾)) → (𝐹𝐷):𝐷1-1-onto𝐷)
3635ancoms 469 . . . . . 6 (((𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾) ∧ 𝐾𝑁) → (𝐹𝐷):𝐷1-1-onto𝐷)
37 symgfixf.s . . . . . . 7 𝑆 = (Base‘(SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾})))
381, 2, 37, 9symgfixels 17770 . . . . . 6 (𝐹𝑄 → ((𝐹𝐷) ∈ 𝑆 ↔ (𝐹𝐷):𝐷1-1-onto𝐷))
3936, 38syl5ibr 236 . . . . 5 (𝐹𝑄 → (((𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾) ∧ 𝐾𝑁) → (𝐹𝐷) ∈ 𝑆))
4039expd 452 . . . 4 (𝐹𝑄 → ((𝐹:𝑁1-1-onto𝑁 ∧ (𝐹𝐾) = 𝐾) → (𝐾𝑁 → (𝐹𝐷) ∈ 𝑆)))
413, 40sylbid 230 . . 3 (𝐹𝑄 → (𝐹𝑄 → (𝐾𝑁 → (𝐹𝐷) ∈ 𝑆)))
4241pm2.43i 52 . 2 (𝐹𝑄 → (𝐾𝑁 → (𝐹𝐷) ∈ 𝑆))
4342impcom 446 1 ((𝐾𝑁𝐹𝑄) → (𝐹𝐷) ∈ 𝑆)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384   = wceq 1480  wcel 1992  {crab 2916  cdif 3557  wss 3560  {csn 4153  ccnv 5078  ran crn 5080  cres 5081  cima 5082  Fun wfun 5844   Fn wfn 5845  1-1wf1 5847  ontowfo 5848  1-1-ontowf1o 5849  cfv 5850  Basecbs 15776  SymGrpcsymg 17713
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1841  ax-6 1890  ax-7 1937  ax-8 1994  ax-9 2001  ax-10 2021  ax-11 2036  ax-12 2049  ax-13 2250  ax-ext 2606  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6903  ax-cnex 9937  ax-resscn 9938  ax-1cn 9939  ax-icn 9940  ax-addcl 9941  ax-addrcl 9942  ax-mulcl 9943  ax-mulrcl 9944  ax-mulcom 9945  ax-addass 9946  ax-mulass 9947  ax-distr 9948  ax-i2m1 9949  ax-1ne0 9950  ax-1rid 9951  ax-rnegex 9952  ax-rrecex 9953  ax-cnre 9954  ax-pre-lttri 9955  ax-pre-lttrn 9956  ax-pre-ltadd 9957  ax-pre-mulgt0 9958
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1883  df-eu 2478  df-mo 2479  df-clab 2613  df-cleq 2619  df-clel 2622  df-nfc 2756  df-ne 2797  df-nel 2900  df-ral 2917  df-rex 2918  df-reu 2919  df-rab 2921  df-v 3193  df-sbc 3423  df-csb 3520  df-dif 3563  df-un 3565  df-in 3567  df-ss 3574  df-pss 3576  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5642  df-ord 5688  df-on 5689  df-lim 5690  df-suc 5691  df-iota 5813  df-fun 5852  df-fn 5853  df-f 5854  df-f1 5855  df-fo 5856  df-f1o 5857  df-fv 5858  df-riota 6566  df-ov 6608  df-oprab 6609  df-mpt2 6610  df-om 7014  df-1st 7116  df-2nd 7117  df-wrecs 7353  df-recs 7414  df-rdg 7452  df-1o 7506  df-oadd 7510  df-er 7688  df-map 7805  df-en 7901  df-dom 7902  df-sdom 7903  df-fin 7904  df-pnf 10021  df-mnf 10022  df-xr 10023  df-ltxr 10024  df-le 10025  df-sub 10213  df-neg 10214  df-nn 10966  df-2 11024  df-3 11025  df-4 11026  df-5 11027  df-6 11028  df-7 11029  df-8 11030  df-9 11031  df-n0 11238  df-z 11323  df-uz 11632  df-fz 12266  df-struct 15778  df-ndx 15779  df-slot 15780  df-base 15781  df-plusg 15870  df-tset 15876  df-symg 17714
This theorem is referenced by:  symgfixf  17772  psgnfix1  19858  psgndif  19862  zrhcopsgndif  19863  smadiadetlem3  20388
  Copyright terms: Public domain W3C validator