Theorem cayleylem2 19354

Description: Lemma for cayley 19355. (Contributed by Paul Chapman, 3-Mar-2008.) (Revised by Mario Carneiro, 13-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
cayleylem1.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
cayleylem1.p	⊢ + = (+g‘𝐺)
cayleylem1.u	⊢ 0 = (0g‘𝐺)
cayleylem1.h	⊢ 𝐻 = (SymGrp‘𝑋)
cayleylem1.s	⊢ 𝑆 = (Base‘𝐻)
cayleylem1.f	⊢ 𝐹 = (𝑔 ∈ 𝑋 ↦ (𝑎 ∈ 𝑋 ↦ (𝑔 + 𝑎)))

Assertion

Ref	Expression
cayleylem2	⊢ (𝐺 ∈ Grp → 𝐹:𝑋–1-1→𝑆)

Distinct variable groups:   𝑔,𝑎, +   𝐺,𝑎,𝑔   𝑔,𝐻   𝑋,𝑎,𝑔   0 ,𝑎

Allowed substitution hints:   𝑆(𝑔,𝑎)   𝐹(𝑔,𝑎)   𝐻(𝑎)   0 (𝑔)

Proof of Theorem cayleylem2

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fveq1 6841	. . . 4 ⊢ ((𝐹‘𝑥) = (0g‘𝐻) → ((𝐹‘𝑥)‘ 0 ) = ((0g‘𝐻)‘ 0 ))
2		simpr 484	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑥 ∈ 𝑋)
3		cayleylem1.x	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
4		cayleylem1.u	. . . . . . . . 9 ⊢ 0 = (0g‘𝐺)
5	3, 4	grpidcl 18907	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → 0 ∈ 𝑋)
6	5	adantr 480	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ∈ 𝑋)
7		cayleylem1.f	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐹 = (𝑔 ∈ 𝑋 ↦ (𝑎 ∈ 𝑋 ↦ (𝑔 + 𝑎)))
8	7, 3	grplactval 18984	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 0 ∈ 𝑋) → ((𝐹‘𝑥)‘ 0 ) = (𝑥 + 0 ))
9	2, 6, 8	syl2anc 585	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐹‘𝑥)‘ 0 ) = (𝑥 + 0 ))
10		cayleylem1.p	. . . . . . 7 ⊢ + = (+g‘𝐺)
11	3, 10, 4	grprid 18910	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑥 + 0 ) = 𝑥)
12	9, 11	eqtrd 2772	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐹‘𝑥)‘ 0 ) = 𝑥)
13	3	fvexi 6856	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑋 ∈ V
14		cayleylem1.h	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐻 = (SymGrp‘𝑋)
15	14	symgid 19342	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑋 ∈ V → ( I ↾ 𝑋) = (0g‘𝐻))
16	13, 15	ax-mp 5	. . . . . . 7 ⊢ ( I ↾ 𝑋) = (0g‘𝐻)
17	16	fveq1i 6843	. . . . . 6 ⊢ (( I ↾ 𝑋)‘ 0 ) = ((0g‘𝐻)‘ 0 )
18		fvresi 7129	. . . . . . 7 ⊢ ( 0 ∈ 𝑋 → (( I ↾ 𝑋)‘ 0 ) = 0 )
19	6, 18	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (( I ↾ 𝑋)‘ 0 ) = 0 )
20	17, 19	eqtr3id 2786	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((0g‘𝐻)‘ 0 ) = 0 )
21	12, 20	eqeq12d 2753	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((𝐹‘𝑥)‘ 0 ) = ((0g‘𝐻)‘ 0 ) ↔ 𝑥 = 0 ))
22	1, 21	imbitrid 244	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝐹‘𝑥) = (0g‘𝐻) → 𝑥 = 0 ))
23	22	ralrimiva 3130	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) = (0g‘𝐻) → 𝑥 = 0 ))
24		cayleylem1.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (Base‘𝐻)
25	3, 10, 4, 14, 24, 7	cayleylem1 19353	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → 𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻))
26		eqid 2737	. . . 4 ⊢ (0g‘𝐻) = (0g‘𝐻)
27	3, 24, 4, 26	ghmf1 19187	. . 3 ⊢ (𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻) → (𝐹:𝑋–1-1→𝑆 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) = (0g‘𝐻) → 𝑥 = 0 )))
28	25, 27	syl 17	. 2 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (𝐹:𝑋–1-1→𝑆 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝐹‘𝑥) = (0g‘𝐻) → 𝑥 = 0 )))
29	23, 28	mpbird 257	1 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → 𝐹:𝑋–1-1→𝑆)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ∀wral 3052  Vcvv 3442   ↦ cmpt 5181   I cid 5526   ↾ cres 5634  –1-1→wf1 6497  ‘cfv 6500  (class class class)co 7368  Basecbs 17148  +_gcplusg 17189  0_gc0g 17371  Grpcgrp 18875   GrpHom cghm 19153  SymGrpcsymg 19310

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-er 8645  df-map 8777  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-uz 12764  df-fz 13436  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-tset 17208  df-0g 17373  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-submnd 18721  df-efmnd 18806  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-subg 19065  df-ghm 19154  df-ga 19231  df-symg 19311

This theorem is referenced by:  cayley  19355