Theorem pgrple2abl 47317

Description: Every symmetric group on a set with at most 2 elements is abelian. (Contributed by AV, 16-Mar-2019.)

Hypothesis

Ref	Expression
pgrple2abl.g	⊢ 𝐺 = (SymGrp‘𝐴)

Assertion

Ref	Expression
pgrple2abl	⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → 𝐺 ∈ Abel)

Proof of Theorem pgrple2abl

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pgrple2abl.g	. . . 4 ⊢ 𝐺 = (SymGrp‘𝐴)
2	1	symggrp 19320	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑉 → 𝐺 ∈ Grp)
3	2	adantr 480	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → 𝐺 ∈ Grp)
4		2nn0 12493	. . . . 5 ⊢ 2 ∈ ℕ0
5		hashbnd 14301	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ 2 ∈ ℕ0 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → 𝐴 ∈ Fin)
6	4, 5	mp3an2 1445	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → 𝐴 ∈ Fin)
7		eqid 2726	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
8	1, 7	symghash 19297	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ Fin → (♯‘(Base‘𝐺)) = (!‘(♯‘𝐴)))
9	6, 8	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → (♯‘(Base‘𝐺)) = (!‘(♯‘𝐴)))
10		hashcl 14321	. . . . . . 7 ⊢ (𝐴 ∈ Fin → (♯‘𝐴) ∈ ℕ0)
11	6, 10	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → (♯‘𝐴) ∈ ℕ0)
12		faccl 14248	. . . . . 6 ⊢ ((♯‘𝐴) ∈ ℕ0 → (!‘(♯‘𝐴)) ∈ ℕ)
13	11, 12	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → (!‘(♯‘𝐴)) ∈ ℕ)
14	13	nnred 12231	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → (!‘(♯‘𝐴)) ∈ ℝ)
15	11, 11	nn0expcld 14214	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → ((♯‘𝐴)↑(♯‘𝐴)) ∈ ℕ0)
16	15	nn0red 12537	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → ((♯‘𝐴)↑(♯‘𝐴)) ∈ ℝ)
17		6re 12306	. . . . 5 ⊢ 6 ∈ ℝ
18	17	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → 6 ∈ ℝ)
19		facubnd 14265	. . . . 5 ⊢ ((♯‘𝐴) ∈ ℕ0 → (!‘(♯‘𝐴)) ≤ ((♯‘𝐴)↑(♯‘𝐴)))
20	11, 19	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → (!‘(♯‘𝐴)) ≤ ((♯‘𝐴)↑(♯‘𝐴)))
21		exple2lt6 47316	. . . . 5 ⊢ (((♯‘𝐴) ∈ ℕ0 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → ((♯‘𝐴)↑(♯‘𝐴)) < 6)
22	11, 21	sylancom 587	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → ((♯‘𝐴)↑(♯‘𝐴)) < 6)
23	14, 16, 18, 20, 22	lelttrd 11376	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → (!‘(♯‘𝐴)) < 6)
24	9, 23	eqbrtrd 5163	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → (♯‘(Base‘𝐺)) < 6)
25	7	lt6abl 19815	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (♯‘(Base‘𝐺)) < 6) → 𝐺 ∈ Abel)
26	3, 24, 25	syl2anc 583	1 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑉 ∧ (♯‘𝐴) ≤ 2) → 𝐺 ∈ Abel)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   class class class wbr 5141  ‘cfv 6537  (class class class)co 7405  Fincfn 8941  ℝcr 11111   < clt 11252   ≤ cle 11253  ℕcn 12216  2c2 12271  6c6 12275  ℕ₀cn0 12476  ↑cexp 14032  !cfa 14238  ♯chash 14295  Basecbs 17153  Grpcgrp 18863  SymGrpcsymg 19286  Abelcabl 19701

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-inf2 9638  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-disj 5107  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-se 5625  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-oadd 8471  df-omul 8472  df-er 8705  df-ec 8707  df-qs 8711  df-map 8824  df-pm 8825  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-dju 9898  df-card 9936  df-acn 9939  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-xnn0 12549  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12981  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-fl 13763  df-mod 13841  df-seq 13973  df-exp 14033  df-fac 14239  df-bc 14268  df-hash 14296  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-clim 15438  df-sum 15639  df-dvds 16205  df-gcd 16443  df-prm 16616  df-pc 16779  df-struct 17089  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-tset 17225  df-0g 17396  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-efmnd 18794  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-sbg 18868  df-mulg 18996  df-subg 19050  df-eqg 19052  df-symg 19287  df-od 19448  df-gex 19449  df-cmn 19702  df-abl 19703  df-cyg 19798

This theorem is referenced by: (None)