Theorem psgnfix1 21748

Description: A permutation of a finite set fixing one element is generated by transpositions not involving the fixed element. (Contributed by AV, 13-Jan-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
psgnfix.p	⊢ 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
psgnfix.t	⊢ 𝑇 = ran (pmTrsp‘(𝑁 ∖ {𝐾}))
psgnfix.s	⊢ 𝑆 = (SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾}))

Assertion

Ref	Expression
psgnfix1	⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) → (𝑄 ∈ {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾} → ∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) = (𝑆 Σg 𝑤)))

Distinct variable groups:   𝐾,𝑞   𝑤,𝐾   𝑤,𝑁   𝑃,𝑞   𝑤,𝑄   𝑤,𝑆   𝑤,𝑇

Allowed substitution hints:   𝑃(𝑤)   𝑄(𝑞)   𝑆(𝑞)   𝑇(𝑞)   𝑁(𝑞)

Proof of Theorem psgnfix1

Step	Hyp	Ref	Expression
1		psgnfix.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
2		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾} = {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾}
3		psgnfix.s	. . . . . 6 ⊢ 𝑆 = (SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾}))
4	3	fveq2i 6884	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘(SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾})))
5		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∖ {𝐾}) = (𝑁 ∖ {𝐾})
6	1, 2, 4, 5	symgfixelsi 19500	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ∈ 𝑁 ∧ 𝑄 ∈ {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾}) → (𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∈ (Base‘𝑆))
7	6	adantll 726	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) ∧ 𝑄 ∈ {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾}) → (𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∈ (Base‘𝑆))
8		diffi 9155	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (𝑁 ∖ {𝐾}) ∈ Fin)
9	8	ad2antrr 738	. . . 4 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) ∧ 𝑄 ∈ {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾}) → (𝑁 ∖ {𝐾}) ∈ Fin)
10		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
11		psgnfix.t	. . . . 5 ⊢ 𝑇 = ran (pmTrsp‘(𝑁 ∖ {𝐾}))
12	3, 10, 11	psgnfitr 19582	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∈ Fin → ((𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∈ (Base‘𝑆) ↔ ∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) = (𝑆 Σg 𝑤)))
13	9, 12	syl 18	. . 3 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) ∧ 𝑄 ∈ {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾}) → ((𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∈ (Base‘𝑆) ↔ ∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) = (𝑆 Σg 𝑤)))
14	7, 13	mpbid 235	. 2 ⊢ (((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) ∧ 𝑄 ∈ {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾}) → ∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) = (𝑆 Σg 𝑤))
15	14	ex 417	1 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝐾 ∈ 𝑁) → (𝑄 ∈ {𝑞 ∈ 𝑃 ∣ (𝑞‘𝐾) = 𝐾} → ∃𝑤 ∈ Word 𝑇(𝑄 ↾ (𝑁 ∖ {𝐾})) = (𝑆 Σg 𝑤)))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 400   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  ∃wrex 3089  {crab 3416   ∖ cdif 3902  {csn 4589  ran crn 5662   ↾ cres 5663  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  Fincfn 8939  Word cword 14546  Basecbs 17264   Σ_g cgsu 17488  SymGrpcsymg 19434  pmTrspcpmtr 19506

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-se 5615  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-card 9921  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-z 12587  df-uz 12858  df-fz 13531  df-fzo 13679  df-seq 14034  df-hash 14363  df-word 14547  df-concat 14604  df-s1 14630  df-struct 17202  df-sets 17219  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-ress 17286  df-plusg 17318  df-tset 17324  df-0g 17489  df-gsum 17490  df-mre 17633  df-mrc 17634  df-acs 17636  df-mgm 18693  df-sgrp 18772  df-mnd 18788  df-submnd 18837  df-efmnd 18923  df-grp 18998  df-minusg 18999  df-subg 19184  df-symg 19435  df-pmtr 19507

This theorem is referenced by:  psgndif  21752