Theorem psgnran 19545

Description: The range of the permutation sign function for finite permutations. (Contributed by AV, 1-Jan-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
psgnran.p	⊢ 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
psgnran.s	⊢ 𝑆 = (pmSgn‘𝑁)

Assertion

Ref	Expression
psgnran	⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑄 ∈ 𝑃) → (𝑆‘𝑄) ∈ {1, -1})

Proof of Theorem psgnran

Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2761	. . . . . . 7 ⊢ (SymGrp‘𝑁) = (SymGrp‘𝑁)
2		psgnran.p	. . . . . . 7 ⊢ 𝑃 = (Base‘(SymGrp‘𝑁))
3	1, 2	sygbasnfpfi 19542	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑄 ∈ 𝑃) → dom (𝑄 ∖ I ) ∈ Fin)
4	3	ex 416	. . . . 5 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (𝑄 ∈ 𝑃 → dom (𝑄 ∖ I ) ∈ Fin))
5	4	pm4.71d 569	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (𝑄 ∈ 𝑃 ↔ (𝑄 ∈ 𝑃 ∧ dom (𝑄 ∖ I ) ∈ Fin)))
6		psgnran.s	. . . . 5 ⊢ 𝑆 = (pmSgn‘𝑁)
7	1, 6, 2	psgneldm 19533	. . . 4 ⊢ (𝑄 ∈ dom 𝑆 ↔ (𝑄 ∈ 𝑃 ∧ dom (𝑄 ∖ I ) ∈ Fin))
8	5, 7	bitr4di 291	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (𝑄 ∈ 𝑃 ↔ 𝑄 ∈ dom 𝑆))
9		eqid 2761	. . . . 5 ⊢ ran (pmTrsp‘𝑁) = ran (pmTrsp‘𝑁)
10	1, 9, 6	psgnvali 19538	. . . 4 ⊢ (𝑄 ∈ dom 𝑆 → ∃𝑤 ∈ Word ran (pmTrsp‘𝑁)(𝑄 = ((SymGrp‘𝑁) Σg 𝑤) ∧ (𝑆‘𝑄) = (-1↑(♯‘𝑤))))
11		lencl 14539	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑤 ∈ Word ran (pmTrsp‘𝑁) → (♯‘𝑤) ∈ ℕ0)
12	11	nn0zd 12586	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑤 ∈ Word ran (pmTrsp‘𝑁) → (♯‘𝑤) ∈ ℤ)
13		m1expcl2 14091	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((♯‘𝑤) ∈ ℤ → (-1↑(♯‘𝑤)) ∈ {-1, 1})
14		prcom 4688	. . . . . . . . . 10 ⊢ {-1, 1} = {1, -1}
15	13, 14	eleqtrdi 2871	. . . . . . . . 9 ⊢ ((♯‘𝑤) ∈ ℤ → (-1↑(♯‘𝑤)) ∈ {1, -1})
16	12, 15	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑤 ∈ Word ran (pmTrsp‘𝑁) → (-1↑(♯‘𝑤)) ∈ {1, -1})
17	16	adantl 485	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑤 ∈ Word ran (pmTrsp‘𝑁)) → (-1↑(♯‘𝑤)) ∈ {1, -1})
18		eleq1a 2856	. . . . . . 7 ⊢ ((-1↑(♯‘𝑤)) ∈ {1, -1} → ((𝑆‘𝑄) = (-1↑(♯‘𝑤)) → (𝑆‘𝑄) ∈ {1, -1}))
19	17, 18	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑤 ∈ Word ran (pmTrsp‘𝑁)) → ((𝑆‘𝑄) = (-1↑(♯‘𝑤)) → (𝑆‘𝑄) ∈ {1, -1}))
20	19	adantld 494	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑤 ∈ Word ran (pmTrsp‘𝑁)) → ((𝑄 = ((SymGrp‘𝑁) Σg 𝑤) ∧ (𝑆‘𝑄) = (-1↑(♯‘𝑤))) → (𝑆‘𝑄) ∈ {1, -1}))
21	20	rexlimdva 3162	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (∃𝑤 ∈ Word ran (pmTrsp‘𝑁)(𝑄 = ((SymGrp‘𝑁) Σg 𝑤) ∧ (𝑆‘𝑄) = (-1↑(♯‘𝑤))) → (𝑆‘𝑄) ∈ {1, -1}))
22	10, 21	syl5 34	. . 3 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (𝑄 ∈ dom 𝑆 → (𝑆‘𝑄) ∈ {1, -1}))
23	8, 22	sylbid 242	. 2 ⊢ (𝑁 ∈ Fin → (𝑄 ∈ 𝑃 → (𝑆‘𝑄) ∈ {1, -1}))
24	23	imp 410	1 ⊢ ((𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑄 ∈ 𝑃) → (𝑆‘𝑄) ∈ {1, -1})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 399   = wceq 1559   ∈ wcel 2141  ∃wrex 3085   ∖ cdif 3899  {cpr 4581   I cid 5537  dom cdm 5643  ran crn 5644  ‘cfv 6515  (class class class)co 7390  Fincfn 8920  1c1 11067  -cneg 11408  ℤcz 12561  ↑cexp 14067  ♯chash 14336  Word cword 14519  Basecbs 17235   Σ_g cgsu 17459  SymGrpcsymg 19399  pmTrspcpmtr 19471  pmSgncpsgn 19519

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5224  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5319  ax-pr 5387  ax-un 7712  ax-cnex 11122  ax-resscn 11123  ax-1cn 11124  ax-icn 11125  ax-addcl 11126  ax-addrcl 11127  ax-mulcl 11128  ax-mulrcl 11129  ax-mulcom 11130  ax-addass 11131  ax-mulass 11132  ax-distr 11133  ax-i2m1 11134  ax-1ne0 11135  ax-1rid 11136  ax-rnegex 11137  ax-rrecex 11138  ax-cnre 11139  ax-pre-lttri 11140  ax-pre-lttrn 11141  ax-pre-ltadd 11142  ax-pre-mulgt0 11143

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-xor 1531  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4580  df-pr 4582  df-tp 4584  df-op 4586  df-ot 4588  df-uni 4863  df-int 4903  df-iun 4948  df-iin 4949  df-br 5098  df-opab 5160  df-mpt 5179  df-tr 5205  df-id 5538  df-eprel 5543  df-po 5551  df-so 5552  df-fr 5596  df-se 5597  df-we 5598  df-xp 5649  df-rel 5650  df-cnv 5651  df-co 5652  df-dm 5653  df-rn 5654  df-res 5655  df-ima 5656  df-pred 6282  df-ord 6343  df-on 6344  df-lim 6345  df-suc 6346  df-iota 6471  df-fun 6517  df-fn 6518  df-f 6519  df-f1 6520  df-fo 6521  df-f1o 6522  df-fv 6523  df-isom 6524  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-om 7841  df-1st 7964  df-2nd 7965  df-tpos 8199  df-frecs 8255  df-wrecs 8286  df-recs 8335  df-rdg 8374  df-1o 8430  df-2o 8431  df-er 8671  df-map 8803  df-en 8921  df-dom 8922  df-sdom 8923  df-fin 8924  df-card 9890  df-pnf 11211  df-mnf 11212  df-xr 11213  df-ltxr 11214  df-le 11215  df-sub 11409  df-neg 11410  df-div 11838  df-nn 12204  df-2 12273  df-3 12274  df-4 12275  df-5 12276  df-6 12277  df-7 12278  df-8 12279  df-9 12280  df-n0 12475  df-xnn0 12548  df-z 12562  df-uz 12833  df-rp 12987  df-fz 13506  df-fzo 13653  df-seq 14008  df-exp 14068  df-hash 14337  df-word 14520  df-lsw 14569  df-concat 14577  df-s1 14603  df-substr 14648  df-pfx 14678  df-splice 14756  df-reverse 14765  df-s2 14854  df-struct 17173  df-sets 17190  df-slot 17208  df-ndx 17220  df-base 17236  df-ress 17257  df-plusg 17289  df-tset 17295  df-0g 17460  df-gsum 17461  df-mre 17604  df-mrc 17605  df-acs 17607  df-mgm 18664  df-sgrp 18743  df-mnd 18759  df-mhm 18807  df-submnd 18808  df-efmnd 18893  df-grp 18968  df-minusg 18969  df-subg 19155  df-ghm 19244  df-gim 19289  df-oppg 19376  df-symg 19400  df-pmtr 19472  df-psgn 19521

This theorem is referenced by:  zrhpsgnelbas  21633  mdetpmtr1  34080  mdetpmtr12  34082