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

Theorem galactghm 18511
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 2820 . 2 (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
3 eqid 2820 . 2 (+g𝐺) = (+g𝐺)
4 eqid 2820 . 2 (+g𝐻) = (+g𝐻)
5 gagrp 18401 . 2 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐺 ∈ Grp)
6 gaset 18402 . . 3 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝑌 ∈ V)
7 galactghm.h . . . 4 𝐻 = (SymGrp‘𝑌)
87symggrp 18507 . . 3 (𝑌 ∈ V → 𝐻 ∈ Grp)
96, 8syl 17 . 2 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐻 ∈ Grp)
10 eqid 2820 . . . . 5 (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦))
111, 10gapm 18415 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)):𝑌1-1-onto𝑌)
126adantr 483 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝑥𝑋) → 𝑌 ∈ V)
137, 2elsymgbas 18481 . . . . 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 259 . . 3 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ 𝑥𝑋) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) ∈ (Base‘𝐻))
16 galactghm.f . . 3 𝐹 = (𝑥𝑋 ↦ (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)))
1715, 16fmptd 6854 . 2 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐹:𝑋⟶(Base‘𝐻))
18 df-3an 1085 . . . . . 6 ((𝑧𝑋𝑤𝑋𝑦𝑌) ↔ ((𝑧𝑋𝑤𝑋) ∧ 𝑦𝑌))
191, 3gaass 18406 . . . . . 6 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋𝑦𝑌)) → ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦) = (𝑧 (𝑤 𝑦)))
2018, 19sylan2br 596 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ ((𝑧𝑋𝑤𝑋) ∧ 𝑦𝑌)) → ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦) = (𝑧 (𝑤 𝑦)))
2120anassrs 470 . . . 4 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦) = (𝑧 (𝑤 𝑦)))
2221mpteq2dva 5137 . . 3 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 (𝑤 𝑦))))
23 oveq1 7140 . . . . 5 (𝑥 = (𝑧(+g𝐺)𝑤) → (𝑥 𝑦) = ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦))
2423mpteq2dv 5138 . . . 4 (𝑥 = (𝑧(+g𝐺)𝑤) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)))
255adantr 483 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝐺 ∈ Grp)
26 simprl 769 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝑧𝑋)
27 simprr 771 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝑤𝑋)
281, 3grpcl 18090 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑧𝑋𝑤𝑋) → (𝑧(+g𝐺)𝑤) ∈ 𝑋)
2925, 26, 27, 28syl3anc 1367 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑧(+g𝐺)𝑤) ∈ 𝑋)
306adantr 483 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝑌 ∈ V)
3130mptexd 6963 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)) ∈ V)
3216, 24, 29, 31fvmptd3 6767 . . 3 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹‘(𝑧(+g𝐺)𝑤)) = (𝑦𝑌 ↦ ((𝑧(+g𝐺)𝑤) 𝑦)))
3317adantr 483 . . . . . 6 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → 𝐹:𝑋⟶(Base‘𝐻))
3433, 26ffvelrnd 6828 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑧) ∈ (Base‘𝐻))
3533, 27ffvelrnd 6828 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) ∈ (Base‘𝐻))
367, 2, 4symgov 18491 . . . . 5 (((𝐹𝑧) ∈ (Base‘𝐻) ∧ (𝐹𝑤) ∈ (Base‘𝐻)) → ((𝐹𝑧)(+g𝐻)(𝐹𝑤)) = ((𝐹𝑧) ∘ (𝐹𝑤)))
3734, 35, 36syl2anc 586 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → ((𝐹𝑧)(+g𝐻)(𝐹𝑤)) = ((𝐹𝑧) ∘ (𝐹𝑤)))
381gaf 18404 . . . . . . 7 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → :(𝑋 × 𝑌)⟶𝑌)
3938ad2antrr 724 . . . . . 6 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → :(𝑋 × 𝑌)⟶𝑌)
4027adantr 483 . . . . . 6 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → 𝑤𝑋)
41 simpr 487 . . . . . 6 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → 𝑦𝑌)
4239, 40, 41fovrnd 7298 . . . . 5 ((( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) ∧ 𝑦𝑌) → (𝑤 𝑦) ∈ 𝑌)
43 oveq1 7140 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑤 → (𝑥 𝑦) = (𝑤 𝑦))
4443mpteq2dv 5138 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑤 → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)))
4530mptexd 6963 . . . . . 6 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)) ∈ V)
4616, 44, 27, 45fvmptd3 6767 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑤) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑤 𝑦)))
47 oveq1 7140 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 𝑦) = (𝑧 𝑦))
4847mpteq2dv 5138 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑧 → (𝑦𝑌 ↦ (𝑥 𝑦)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)))
4930mptexd 6963 . . . . . . 7 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)) ∈ V)
5016, 48, 26, 49fvmptd3 6767 . . . . . 6 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑧) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)))
51 oveq2 7141 . . . . . . 7 (𝑦 = 𝑥 → (𝑧 𝑦) = (𝑧 𝑥))
5251cbvmptv 5145 . . . . . 6 (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 𝑦)) = (𝑥𝑌 ↦ (𝑧 𝑥))
5350, 52syl6eq 2871 . . . . 5 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹𝑧) = (𝑥𝑌 ↦ (𝑧 𝑥)))
54 oveq2 7141 . . . . 5 (𝑥 = (𝑤 𝑦) → (𝑧 𝑥) = (𝑧 (𝑤 𝑦)))
5542, 46, 53, 54fmptco 6867 . . . 4 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → ((𝐹𝑧) ∘ (𝐹𝑤)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 (𝑤 𝑦))))
5637, 55eqtrd 2855 . . 3 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → ((𝐹𝑧)(+g𝐻)(𝐹𝑤)) = (𝑦𝑌 ↦ (𝑧 (𝑤 𝑦))))
5722, 32, 563eqtr4d 2865 . 2 (( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) ∧ (𝑧𝑋𝑤𝑋)) → (𝐹‘(𝑧(+g𝐺)𝑤)) = ((𝐹𝑧)(+g𝐻)(𝐹𝑤)))
581, 2, 3, 4, 5, 9, 17, 57isghmd 18346 1 ( ∈ (𝐺 GrpAct 𝑌) → 𝐹 ∈ (𝐺 GrpHom 𝐻))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398  w3a 1083   = wceq 1537  wcel 2114  Vcvv 3473  cmpt 5122   × cxp 5529  ccom 5535  wf 6327  1-1-ontowf1o 6330  cfv 6331  (class class class)co 7133  Basecbs 16462  +gcplusg 16544  Grpcgrp 18082   GrpHom cghm 18334   GrpAct cga 18398  SymGrpcsymg 18474
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2792  ax-rep 5166  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5242  ax-pr 5306  ax-un 7439  ax-cnex 10571  ax-resscn 10572  ax-1cn 10573  ax-icn 10574  ax-addcl 10575  ax-addrcl 10576  ax-mulcl 10577  ax-mulrcl 10578  ax-mulcom 10579  ax-addass 10580  ax-mulass 10581  ax-distr 10582  ax-i2m1 10583  ax-1ne0 10584  ax-1rid 10585  ax-rnegex 10586  ax-rrecex 10587  ax-cnre 10588  ax-pre-lttri 10589  ax-pre-lttrn 10590  ax-pre-ltadd 10591  ax-pre-mulgt0 10592
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2891  df-nfc 2959  df-ne 3007  df-nel 3111  df-ral 3130  df-rex 3131  df-reu 3132  df-rmo 3133  df-rab 3134  df-v 3475  df-sbc 3753  df-csb 3861  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3932  df-nul 4270  df-if 4444  df-pw 4517  df-sn 4544  df-pr 4546  df-tp 4548  df-op 4550  df-uni 4815  df-int 4853  df-iun 4897  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5436  df-eprel 5441  df-po 5450  df-so 5451  df-fr 5490  df-we 5492  df-xp 5537  df-rel 5538  df-cnv 5539  df-co 5540  df-dm 5541  df-rn 5542  df-res 5543  df-ima 5544  df-pred 6124  df-ord 6170  df-on 6171  df-lim 6172  df-suc 6173  df-iota 6290  df-fun 6333  df-fn 6334  df-f 6335  df-f1 6336  df-fo 6337  df-f1o 6338  df-fv 6339  df-riota 7091  df-ov 7136  df-oprab 7137  df-mpo 7138  df-om 7559  df-1st 7667  df-2nd 7668  df-wrecs 7925  df-recs 7986  df-rdg 8024  df-1o 8080  df-oadd 8084  df-er 8267  df-map 8386  df-en 8488  df-dom 8489  df-sdom 8490  df-fin 8491  df-pnf 10655  df-mnf 10656  df-xr 10657  df-ltxr 10658  df-le 10659  df-sub 10850  df-neg 10851  df-nn 11617  df-2 11679  df-3 11680  df-4 11681  df-5 11682  df-6 11683  df-7 11684  df-8 11685  df-9 11686  df-n0 11877  df-z 11961  df-uz 12223  df-fz 12877  df-struct 16464  df-ndx 16465  df-slot 16466  df-base 16468  df-sets 16469  df-ress 16470  df-plusg 16557  df-tset 16563  df-0g 16694  df-mgm 17831  df-sgrp 17880  df-mnd 17891  df-efmnd 18013  df-grp 18085  df-minusg 18086  df-ghm 18335  df-ga 18399  df-symg 18475
This theorem is referenced by:  cayleylem1  18519
  Copyright terms: Public domain W3C validator