Theorem sylow3lem5 19236

Description: Lemma for sylow3 19238, second part. Reduce the group action of sylow3lem1 19232 to a given Sylow subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
sylow3.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
sylow3.g	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ Grp)
sylow3.xf	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ Fin)
sylow3.p	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
sylow3lem5.a	⊢ + = (+g‘𝐺)
sylow3lem5.d	⊢ − = (-g‘𝐺)
sylow3lem5.k	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺))
sylow3lem5.m	⊢ ⊕ = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥)))

Assertion

Ref	Expression
sylow3lem5	⊢ (𝜑 → ⊕ ∈ ((𝐺 ↾s 𝐾) GrpAct (𝑃 pSyl 𝐺)))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝑧, −   𝑥, ⊕ ,𝑦,𝑧   𝑥,𝐾,𝑦,𝑧   𝑥,𝑋,𝑦,𝑧   𝑥,𝐺,𝑦,𝑧   𝜑,𝑥,𝑦,𝑧   𝑥, + ,𝑦,𝑧   𝑥,𝑃,𝑦,𝑧

Proof of Theorem sylow3lem5

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑐 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		sylow3lem5.k	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺))
2		slwsubg 19215	. . . . . 6 ⊢ (𝐾 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) → 𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺))
3	1, 2	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺))
4		sylow3.x	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
5	4	subgss 18756	. . . . 5 ⊢ (𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝐾 ⊆ 𝑋)
6	3, 5	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ⊆ 𝑋)
7		ssid 3943	. . . 4 ⊢ (𝑃 pSyl 𝐺) ⊆ (𝑃 pSyl 𝐺)
8		resmpo 7394	. . . 4 ⊢ ((𝐾 ⊆ 𝑋 ∧ (𝑃 pSyl 𝐺) ⊆ (𝑃 pSyl 𝐺)) → ((𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))) ↾ (𝐾 × (𝑃 pSyl 𝐺))) = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))))
9	6, 7, 8	sylancl 586	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))) ↾ (𝐾 × (𝑃 pSyl 𝐺))) = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))))
10		sylow3lem5.m	. . 3 ⊢ ⊕ = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥)))
11	9, 10	eqtr4di 2796	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))) ↾ (𝐾 × (𝑃 pSyl 𝐺))) = ⊕ )
12		sylow3.g	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ Grp)
13		sylow3.xf	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ Fin)
14		sylow3.p	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
15		sylow3lem5.a	. . . 4 ⊢ + = (+g‘𝐺)
16		sylow3lem5.d	. . . 4 ⊢ − = (-g‘𝐺)
17		oveq2 7283	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑧 = 𝑐 → (𝑥 + 𝑧) = (𝑥 + 𝑐))
18	17	oveq1d 7290	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑧 = 𝑐 → ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥) = ((𝑥 + 𝑐) − 𝑥))
19	18	cbvmptv 5187	. . . . . . 7 ⊢ (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥)) = (𝑐 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑐) − 𝑥))
20		oveq1 7282	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝑥 + 𝑐) = (𝑎 + 𝑐))
21		id 22	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → 𝑥 = 𝑎)
22	20, 21	oveq12d 7293	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → ((𝑥 + 𝑐) − 𝑥) = ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎))
23	22	mpteq2dv 5176	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝑐 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑐) − 𝑥)) = (𝑐 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎)))
24	19, 23	eqtrid 2790	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥)) = (𝑐 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎)))
25	24	rneqd 5847	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑎 → ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥)) = ran (𝑐 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎)))
26		mpteq1 5167	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → (𝑐 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎)) = (𝑐 ∈ 𝑏 ↦ ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎)))
27	26	rneqd 5847	. . . . 5 ⊢ (𝑦 = 𝑏 → ran (𝑐 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎)) = ran (𝑐 ∈ 𝑏 ↦ ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎)))
28	25, 27	cbvmpov 7370	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))) = (𝑎 ∈ 𝑋, 𝑏 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑐 ∈ 𝑏 ↦ ((𝑎 + 𝑐) − 𝑎)))
29	4, 12, 13, 14, 15, 16, 28	sylow3lem1 19232	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))) ∈ (𝐺 GrpAct (𝑃 pSyl 𝐺)))
30		eqid 2738	. . . 4 ⊢ (𝐺 ↾s 𝐾) = (𝐺 ↾s 𝐾)
31	30	gasubg 18908	. . 3 ⊢ (((𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))) ∈ (𝐺 GrpAct (𝑃 pSyl 𝐺)) ∧ 𝐾 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ((𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))) ↾ (𝐾 × (𝑃 pSyl 𝐺))) ∈ ((𝐺 ↾s 𝐾) GrpAct (𝑃 pSyl 𝐺)))
32	29, 3, 31	syl2anc 584	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑥 ∈ 𝑋, 𝑦 ∈ (𝑃 pSyl 𝐺) ↦ ran (𝑧 ∈ 𝑦 ↦ ((𝑥 + 𝑧) − 𝑥))) ↾ (𝐾 × (𝑃 pSyl 𝐺))) ∈ ((𝐺 ↾s 𝐾) GrpAct (𝑃 pSyl 𝐺)))
33	11, 32	eqeltrrd 2840	1 ⊢ (𝜑 → ⊕ ∈ ((𝐺 ↾s 𝐾) GrpAct (𝑃 pSyl 𝐺)))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1539   ∈ wcel 2106   ⊆ wss 3887   ↦ cmpt 5157   × cxp 5587  ran crn 5590   ↾ cres 5591  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275   ∈ cmpo 7277  Fincfn 8733  ℙcprime 16376  Basecbs 16912   ↾_s cress 16941  +_gcplusg 16962  Grpcgrp 18577  -_gcsg 18579  SubGrpcsubg 18749   GrpAct cga 18895   pSyl cslw 19135

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-inf2 9399  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948  ax-pre-sup 10949

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-op 4568  df-uni 4840  df-int 4880  df-iun 4926  df-disj 5040  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-se 5545  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-isom 6442  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-2o 8298  df-oadd 8301  df-omul 8302  df-er 8498  df-ec 8500  df-qs 8504  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-sup 9201  df-inf 9202  df-oi 9269  df-dju 9659  df-card 9697  df-acn 9700  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-div 11633  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-n0 12234  df-xnn0 12306  df-z 12320  df-uz 12583  df-q 12689  df-rp 12731  df-fz 13240  df-fzo 13383  df-fl 13512  df-mod 13590  df-seq 13722  df-exp 13783  df-fac 13988  df-bc 14017  df-hash 14045  df-cj 14810  df-re 14811  df-im 14812  df-sqrt 14946  df-abs 14947  df-clim 15197  df-sum 15398  df-dvds 15964  df-gcd 16202  df-prm 16377  df-pc 16538  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-0g 17152  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-submnd 18431  df-grp 18580  df-minusg 18581  df-sbg 18582  df-mulg 18701  df-subg 18752  df-eqg 18754  df-ghm 18832  df-ga 18896  df-od 19136  df-pgp 19138  df-slw 19139

This theorem is referenced by:  sylow3lem6  19237