MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  symgextf1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem symgextf1 19454
Description: The extension of a permutation, fixing the additional element, is a 1-1 function. (Contributed by AV, 6-Jan-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
symgext.s 𝑆 = (Base‘(SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾})))
symgext.e 𝐸 = (𝑥𝑁 ↦ if(𝑥 = 𝐾, 𝐾, (𝑍𝑥)))
Assertion
Ref Expression
symgextf1 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → 𝐸:𝑁1-1𝑁)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐾   𝑥,𝑁   𝑥,𝑆   𝑥,𝑍
Allowed substitution hint:   𝐸(𝑥)

Proof of Theorem symgextf1
Dummy variables 𝑦 𝑧 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 symgext.s . . 3 𝑆 = (Base‘(SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾})))
2 symgext.e . . 3 𝐸 = (𝑥𝑁 ↦ if(𝑥 = 𝐾, 𝐾, (𝑍𝑥)))
31, 2symgextf 19450 . 2 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → 𝐸:𝑁𝑁)
4 difsnid 4815 . . . . . . . 8 (𝐾𝑁 → ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}) = 𝑁)
54eqcomd 2741 . . . . . . 7 (𝐾𝑁𝑁 = ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}))
65eleq2d 2825 . . . . . 6 (𝐾𝑁 → (𝑦𝑁𝑦 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾})))
75eleq2d 2825 . . . . . 6 (𝐾𝑁 → (𝑧𝑁𝑧 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾})))
86, 7anbi12d 632 . . . . 5 (𝐾𝑁 → ((𝑦𝑁𝑧𝑁) ↔ (𝑦 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}))))
98adantr 480 . . . 4 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝑦𝑁𝑧𝑁) ↔ (𝑦 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}))))
10 elun 4163 . . . . . 6 (𝑦 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}) ↔ (𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∨ 𝑦 ∈ {𝐾}))
11 elun 4163 . . . . . 6 (𝑧 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}) ↔ (𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∨ 𝑧 ∈ {𝐾}))
121, 2symgextfv 19451 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → (𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) → (𝐸𝑦) = (𝑍𝑦)))
1312com12 32 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → (𝐸𝑦) = (𝑍𝑦)))
1413adantr 480 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → (𝐸𝑦) = (𝑍𝑦)))
1514imp 406 . . . . . . . . . 10 (((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∧ (𝐾𝑁𝑍𝑆)) → (𝐸𝑦) = (𝑍𝑦))
161, 2symgextfv 19451 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → (𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) → (𝐸𝑧) = (𝑍𝑧)))
1716com12 32 . . . . . . . . . . . 12 (𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → (𝐸𝑧) = (𝑍𝑧)))
1817adantl 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → (𝐸𝑧) = (𝑍𝑧)))
1918imp 406 . . . . . . . . . 10 (((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∧ (𝐾𝑁𝑍𝑆)) → (𝐸𝑧) = (𝑍𝑧))
2015, 19eqeq12d 2751 . . . . . . . . 9 (((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∧ (𝐾𝑁𝑍𝑆)) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) ↔ (𝑍𝑦) = (𝑍𝑧)))
21 eqid 2735 . . . . . . . . . . . . 13 (SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾})) = (SymGrp‘(𝑁 ∖ {𝐾}))
2221, 1symgbasf1o 19407 . . . . . . . . . . . 12 (𝑍𝑆𝑍:(𝑁 ∖ {𝐾})–1-1-onto→(𝑁 ∖ {𝐾}))
23 f1of1 6848 . . . . . . . . . . . 12 (𝑍:(𝑁 ∖ {𝐾})–1-1-onto→(𝑁 ∖ {𝐾}) → 𝑍:(𝑁 ∖ {𝐾})–1-1→(𝑁 ∖ {𝐾}))
24 dff13 7275 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑍:(𝑁 ∖ {𝐾})–1-1→(𝑁 ∖ {𝐾}) ↔ (𝑍:(𝑁 ∖ {𝐾})⟶(𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ ∀𝑖 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})∀𝑗 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})((𝑍𝑖) = (𝑍𝑗) → 𝑖 = 𝑗)))
25 fveqeq2 6916 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑖 = 𝑦 → ((𝑍𝑖) = (𝑍𝑗) ↔ (𝑍𝑦) = (𝑍𝑗)))
26 equequ1 2022 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑖 = 𝑦 → (𝑖 = 𝑗𝑦 = 𝑗))
2725, 26imbi12d 344 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑖 = 𝑦 → (((𝑍𝑖) = (𝑍𝑗) → 𝑖 = 𝑗) ↔ ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑗) → 𝑦 = 𝑗)))
28 fveq2 6907 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑗 = 𝑧 → (𝑍𝑗) = (𝑍𝑧))
2928eqeq2d 2746 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 = 𝑧 → ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑗) ↔ (𝑍𝑦) = (𝑍𝑧)))
30 equequ2 2023 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑗 = 𝑧 → (𝑦 = 𝑗𝑦 = 𝑧))
3129, 30imbi12d 344 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑗 = 𝑧 → (((𝑍𝑦) = (𝑍𝑗) → 𝑦 = 𝑗) ↔ ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
3227, 31rspc2va 3634 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∧ ∀𝑖 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})∀𝑗 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})((𝑍𝑖) = (𝑍𝑗) → 𝑖 = 𝑗)) → ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
3332expcom 413 . . . . . . . . . . . . . 14 (∀𝑖 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})∀𝑗 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})((𝑍𝑖) = (𝑍𝑗) → 𝑖 = 𝑗) → ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
3433a1d 25 . . . . . . . . . . . . 13 (∀𝑖 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})∀𝑗 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})((𝑍𝑖) = (𝑍𝑗) → 𝑖 = 𝑗) → (𝐾𝑁 → ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑧) → 𝑦 = 𝑧))))
3524, 34simplbiim 504 . . . . . . . . . . . 12 (𝑍:(𝑁 ∖ {𝐾})–1-1→(𝑁 ∖ {𝐾}) → (𝐾𝑁 → ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑧) → 𝑦 = 𝑧))))
3622, 23, 353syl 18 . . . . . . . . . . 11 (𝑍𝑆 → (𝐾𝑁 → ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑧) → 𝑦 = 𝑧))))
3736impcom 407 . . . . . . . . . 10 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
3837impcom 407 . . . . . . . . 9 (((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∧ (𝐾𝑁𝑍𝑆)) → ((𝑍𝑦) = (𝑍𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
3920, 38sylbid 240 . . . . . . . 8 (((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) ∧ (𝐾𝑁𝑍𝑆)) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
4039ex 412 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
411, 2symgextf1lem 19453 . . . . . . . . 9 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑦 ∈ {𝐾}) → (𝐸𝑧) ≠ (𝐸𝑦)))
42 eqneqall 2949 . . . . . . . . . . 11 ((𝐸𝑧) = (𝐸𝑦) → ((𝐸𝑧) ≠ (𝐸𝑦) → 𝑦 = 𝑧))
4342eqcoms 2743 . . . . . . . . . 10 ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → ((𝐸𝑧) ≠ (𝐸𝑦) → 𝑦 = 𝑧))
4443com12 32 . . . . . . . . 9 ((𝐸𝑧) ≠ (𝐸𝑦) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
4541, 44syl6com 37 . . . . . . . 8 ((𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑦 ∈ {𝐾}) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
4645ancoms 458 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ {𝐾} ∧ 𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾})) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
471, 2symgextf1lem 19453 . . . . . . . 8 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ {𝐾}) → (𝐸𝑦) ≠ (𝐸𝑧)))
48 eqneqall 2949 . . . . . . . . 9 ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → ((𝐸𝑦) ≠ (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
4948com12 32 . . . . . . . 8 ((𝐸𝑦) ≠ (𝐸𝑧) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
5047, 49syl6com 37 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ {𝐾}) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
51 elsni 4648 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ {𝐾} → 𝑦 = 𝐾)
52 elsni 4648 . . . . . . . 8 (𝑧 ∈ {𝐾} → 𝑧 = 𝐾)
53 eqtr3 2761 . . . . . . . . 9 ((𝑦 = 𝐾𝑧 = 𝐾) → 𝑦 = 𝑧)
54532a1d 26 . . . . . . . 8 ((𝑦 = 𝐾𝑧 = 𝐾) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
5551, 52, 54syl2an 596 . . . . . . 7 ((𝑦 ∈ {𝐾} ∧ 𝑧 ∈ {𝐾}) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
5640, 46, 50, 55ccase 1037 . . . . . 6 (((𝑦 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∨ 𝑦 ∈ {𝐾}) ∧ (𝑧 ∈ (𝑁 ∖ {𝐾}) ∨ 𝑧 ∈ {𝐾})) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
5710, 11, 56syl2anb 598 . . . . 5 ((𝑦 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾})) → ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
5857com12 32 . . . 4 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝑦 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾}) ∧ 𝑧 ∈ ((𝑁 ∖ {𝐾}) ∪ {𝐾})) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
599, 58sylbid 240 . . 3 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ((𝑦𝑁𝑧𝑁) → ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
6059ralrimivv 3198 . 2 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → ∀𝑦𝑁𝑧𝑁 ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧))
61 dff13 7275 . 2 (𝐸:𝑁1-1𝑁 ↔ (𝐸:𝑁𝑁 ∧ ∀𝑦𝑁𝑧𝑁 ((𝐸𝑦) = (𝐸𝑧) → 𝑦 = 𝑧)))
623, 60, 61sylanbrc 583 1 ((𝐾𝑁𝑍𝑆) → 𝐸:𝑁1-1𝑁)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  wo 847   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  cdif 3960  cun 3961  ifcif 4531  {csn 4631  cmpt 5231  wf 6559  1-1wf1 6560  1-1-ontowf1o 6562  cfv 6563  Basecbs 17245  SymGrpcsymg 19401
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-er 8744  df-map 8867  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-uz 12877  df-fz 13545  df-struct 17181  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-tset 17317  df-efmnd 18895  df-symg 19402
This theorem is referenced by:  symgextf1o  19456
  Copyright terms: Public domain W3C validator