Theorem psgneu 19622

Description: A finitary permutation has exactly one parity. (Contributed by Stefan O'Rear, 28-Aug-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
psgnval.g	⊢ 𝐺 = (SymGrp‘𝐷)
psgnval.t	⊢ 𝑇 = ran (pmTrsp‘𝐷)
psgnval.n	⊢ 𝑁 = (pmSgn‘𝐷)

Assertion

Ref	Expression
psgneu	⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → ∃!𝑠∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))))

Distinct variable groups:   𝑤,𝑠,𝐺   𝑁,𝑠,𝑤   𝑃,𝑠,𝑤   𝑇,𝑠,𝑤   𝐷,𝑠,𝑤

Proof of Theorem psgneu

Dummy variables 𝑡 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		psgnval.g	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐺 = (SymGrp‘𝐷)
2		psgnval.n	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑁 = (pmSgn‘𝐷)
3		eqid 2765	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
4	1, 2, 3	psgneldm 19619	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 ↔ (𝑃 ∈ (Base‘𝐺) ∧ dom (𝑃 ∖ I ) ∈ Fin))
5	4	simplbi 502	. . . . . . 7 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → 𝑃 ∈ (Base‘𝐺))
6	1, 3	elbasfv 17299	. . . . . . 7 ⊢ (𝑃 ∈ (Base‘𝐺) → 𝐷 ∈ V)
7	5, 6	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → 𝐷 ∈ V)
8		psgnval.t	. . . . . . 7 ⊢ 𝑇 = ran (pmTrsp‘𝐷)
9	1, 8, 2	psgneldm2 19620	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ∈ V → (𝑃 ∈ dom 𝑁 ↔ ∃𝑤 ∈ Word 𝑇𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤)))
10	7, 9	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → (𝑃 ∈ dom 𝑁 ↔ ∃𝑤 ∈ Word 𝑇𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤)))
11	10	ibi 270	. . . 4 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → ∃𝑤 ∈ Word 𝑇𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤))
12		simpr 490	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ 𝑤 ∈ Word 𝑇) ∧ 𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤)) → 𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤))
13		eqid 2765	. . . . . . 7 ⊢ (-1↑(♯‘𝑤)) = (-1↑(♯‘𝑤))
14		ovex 7452	. . . . . . . 8 ⊢ (-1↑(♯‘𝑤)) ∈ V
15		eqeq1 2769	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤)) → (𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤)) ↔ (-1↑(♯‘𝑤)) = (-1↑(♯‘𝑤))))
16	15	anbi2d 642	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤)) → ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ↔ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ (-1↑(♯‘𝑤)) = (-1↑(♯‘𝑤)))))
17	14, 16	spcev 3567	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ (-1↑(♯‘𝑤)) = (-1↑(♯‘𝑤))) → ∃𝑠(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))))
18	12, 13, 17	sylancl 598	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ 𝑤 ∈ Word 𝑇) ∧ 𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤)) → ∃𝑠(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))))
19	18	ex 418	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ 𝑤 ∈ Word 𝑇) → (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) → ∃𝑠(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤)))))
20	19	reximdva 3180	. . . 4 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → (∃𝑤 ∈ Word 𝑇𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) → ∃𝑤 ∈ Word 𝑇∃𝑠(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤)))))
21	11, 20	mpd 16	. . 3 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → ∃𝑤 ∈ Word 𝑇∃𝑠(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))))
22		rexcom4 3294	. . 3 ⊢ (∃𝑤 ∈ Word 𝑇∃𝑠(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ↔ ∃𝑠∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))))
23	21, 22	sylib 221	. 2 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → ∃𝑠∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))))
24		reeanv 3239	. . . 4 ⊢ (∃𝑤 ∈ Word 𝑇∃𝑥 ∈ Word 𝑇((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))) ↔ (∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ ∃𝑥 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))))
25	7	ad2antrr 739	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → 𝐷 ∈ V)
26		simplrl 789	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → 𝑤 ∈ Word 𝑇)
27		simplrr 790	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → 𝑥 ∈ Word 𝑇)
28		simprll 791	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → 𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤))
29		simprrl 793	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → 𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥))
30	28, 29	eqtr3d 2802	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → (𝐺 Σg 𝑤) = (𝐺 Σg 𝑥))
31	1, 8, 25, 26, 27, 30	psgnuni 19615	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → (-1↑(♯‘𝑤)) = (-1↑(♯‘𝑥)))
32		simprlr 792	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤)))
33		simprrr 794	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))
34	31, 32, 33	3eqtr4d 2810	. . . . . 6 ⊢ (((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) ∧ ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))) → 𝑠 = 𝑡)
35	34	ex 418	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ dom 𝑁 ∧ (𝑤 ∈ Word 𝑇 ∧ 𝑥 ∈ Word 𝑇)) → (((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))) → 𝑠 = 𝑡))
36	35	rexlimdvva 3224	. . . 4 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → (∃𝑤 ∈ Word 𝑇∃𝑥 ∈ Word 𝑇((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))) → 𝑠 = 𝑡))
37	24, 36	biimtrrid 246	. . 3 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → ((∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ ∃𝑥 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))) → 𝑠 = 𝑡))
38	37	alrimivv 1961	. 2 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → ∀𝑠∀𝑡((∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ ∃𝑥 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))) → 𝑠 = 𝑡))
39		eqeq1 2769	. . . . . 6 ⊢ (𝑠 = 𝑡 → (𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤)) ↔ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑤))))
40	39	anbi2d 642	. . . . 5 ⊢ (𝑠 = 𝑡 → ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ↔ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑤)))))
41	40	rexbidv 3191	. . . 4 ⊢ (𝑠 = 𝑡 → (∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ↔ ∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑤)))))
42		oveq2 7427	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → (𝐺 Σg 𝑤) = (𝐺 Σg 𝑥))
43	42	eqeq2d 2776	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ↔ 𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥)))
44		fveq2 6885	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → (♯‘𝑤) = (♯‘𝑥))
45	44	oveq2d 7435	. . . . . . 7 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → (-1↑(♯‘𝑤)) = (-1↑(♯‘𝑥)))
46	45	eqeq2d 2776	. . . . . 6 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → (𝑡 = (-1↑(♯‘𝑤)) ↔ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))
47	43, 46	anbi12d 644	. . . . 5 ⊢ (𝑤 = 𝑥 → ((𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑤))) ↔ (𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))))
48	47	cbvrexvw 3246	. . . 4 ⊢ (∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑤))) ↔ ∃𝑥 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥))))
49	41, 48	bitrdi 290	. . 3 ⊢ (𝑠 = 𝑡 → (∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ↔ ∃𝑥 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))))
50	49	eu4 2645	. 2 ⊢ (∃!𝑠∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ↔ (∃𝑠∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ ∀𝑠∀𝑡((∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))) ∧ ∃𝑥 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑥) ∧ 𝑡 = (-1↑(♯‘𝑥)))) → 𝑠 = 𝑡)))
51	23, 38, 50	sylanbrc 595	1 ⊢ (𝑃 ∈ dom 𝑁 → ∃!𝑠∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑃 = (𝐺 Σg 𝑤) ∧ 𝑠 = (-1↑(♯‘𝑤))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401  ∀wal 1568   = wceq 1570  ∃wex 1812   ∈ wcel 2146  ∃!weu 2598  ∃wrex 3091  Vcvv 3457   ∖ cdif 3903   I cid 5557  dom cdm 5663  ran crn 5664  ‘cfv 6540  (class class class)co 7419  Fincfn 8949  1c1 11118  -cneg 11459  ↑cexp 14117  ♯chash 14386  Word cword 14570  Basecbs 17293   Σ_g cgsu 17517  SymGrpcsymg 19485  pmTrspcpmtr 19557  pmSgncpsgn 19605

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-xor 1542  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-ot 4600  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-tpos 8228  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-card 9941  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-div 11889  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-4 12322  df-5 12323  df-6 12324  df-7 12325  df-8 12326  df-9 12327  df-n0 12522  df-xnn0 12595  df-z 12609  df-uz 12881  df-rp 13035  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-seq 14058  df-exp 14118  df-hash 14387  df-word 14571  df-lsw 14620  df-concat 14628  df-s1 14655  df-substr 14701  df-pfx 14733  df-splice 14811  df-reverse 14820  df-s2 14911  df-struct 17231  df-sets 17248  df-slot 17266  df-ndx 17278  df-base 17294  df-ress 17315  df-plusg 17347  df-tset 17353  df-0g 17518  df-gsum 17519  df-mre 17662  df-mrc 17663  df-acs 17665  df-mgm 18722  df-sgrp 18811  df-mnd 18827  df-mhm 18880  df-submnd 18881  df-efmnd 18967  df-grp 19049  df-minusg 19050  df-subg 19235  df-ghm 19330  df-gim 19375  df-oppg 19462  df-symg 19486  df-pmtr 19558  df-psgn 19607

This theorem is used by:  psgnvali  19624  psgnvalii  19625  psgnfieu  19634