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

Theorem symgsssg 19696
Description: The symmetric group has subgroups restricting the set of non-fixed points. (Contributed by Stefan O'Rear, 24-Aug-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
symgsssg.g 𝐺 = (SymGrp‘𝐷)
symgsssg.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
symgsssg (𝐷 ∈ 𝑉 → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋} ∈ (SubGrp‘𝐺))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐵   𝑥,𝐺   𝑥,𝑋
Allowed substitution hints:   𝐷(𝑥)   𝑉(𝑥)

Proof of Theorem symgsssg
Dummy variables 𝑦 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqidd 2764 . 2 (𝐷 ∈ 𝑉 → (𝐺 ↾s {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋}) = (𝐺 ↾s {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋}))
2 eqidd 2764 . 2 (𝐷 ∈ 𝑉 → (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺))
3 eqidd 2764 . 2 (𝐷 ∈ 𝑉 → (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺))
4 ssrab2 4008 . . . 4 {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋} ⊆ 𝐵
5 symgsssg.b . . . 4 𝐵 = (Base‘𝐺)
64, 5sseqtri 3961 . . 3 {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋} ⊆ (Base‘𝐺)
76a1i 11 . 2 (𝐷 ∈ 𝑉 → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋} ⊆ (Base‘𝐺))
8 difeq1 4059 . . . . 5 (𝑥 = (0g‘𝐺) → (𝑥 ∖ I ) = ((0g‘𝐺) ∖ I ))
98dmeqd 5892 . . . 4 (𝑥 = (0g‘𝐺) → dom (𝑥 ∖ I ) = dom ((0g‘𝐺) ∖ I ))
109sseq1d 3944 . . 3 (𝑥 = (0g‘𝐺) → (dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋 ↔ dom ((0g‘𝐺) ∖ I ) ⊆ 𝑋))
11 symgsssg.g . . . . 5 𝐺 = (SymGrp‘𝐷)
1211symggrp 19629 . . . 4 (𝐷 ∈ 𝑉 → 𝐺 ∈ Grp)
13 eqid 2763 . . . . 5 (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
145, 13grpidcl 19191 . . . 4 (𝐺 ∈ Grp → (0g‘𝐺) ∈ 𝐵)
1512, 14syl 18 . . 3 (𝐷 ∈ 𝑉 → (0g‘𝐺) ∈ 𝐵)
1611symgid 19630 . . . . . 6 (𝐷 ∈ 𝑉 → ( I ↾ 𝐷) = (0g‘𝐺))
1716difeq1d 4065 . . . . 5 (𝐷 ∈ 𝑉 → (( I ↾ 𝐷) ∖ I ) = ((0g‘𝐺) ∖ I ))
1817dmeqd 5892 . . . 4 (𝐷 ∈ 𝑉 → dom (( I ↾ 𝐷) ∖ I ) = dom ((0g‘𝐺) ∖ I ))
19 resss 5997 . . . . . . . 8 ( I ↾ 𝐷) ⊆ I
20 ssdif0 4317 . . . . . . . 8 (( I ↾ 𝐷) ⊆ I ↔ (( I ↾ 𝐷) ∖ I ) = ∅)
2119, 20mpbi 233 . . . . . . 7 (( I ↾ 𝐷) ∖ I ) = ∅
2221dmeqi 5891 . . . . . 6 dom (( I ↾ 𝐷) ∖ I ) = dom ∅
23 dm0 5907 . . . . . 6 dom ∅ = ∅
2422, 23eqtri 2786 . . . . 5 dom (( I ↾ 𝐷) ∖ I ) = ∅
25 0ss 4353 . . . . 5 ∅ ⊆ 𝑋
2624, 25eqsstri 3959 . . . 4 dom (( I ↾ 𝐷) ∖ I ) ⊆ 𝑋
2718, 26eqsstrrdi 3958 . . 3 (𝐷 ∈ 𝑉 → dom ((0g‘𝐺) ∖ I ) ⊆ 𝑋)
2810, 15, 27elrabd 3650 . 2 (𝐷 ∈ 𝑉 → (0g‘𝐺) ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋})
29 biid 264 . . 3 (𝐷 ∈ 𝑉 ↔ 𝐷 ∈ 𝑉)
30 difeq1 4059 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 ∖ I ) = (𝑦 ∖ I ))
3130dmeqd 5892 . . . . 5 (𝑥 = 𝑦 → dom (𝑥 ∖ I ) = dom (𝑦 ∖ I ))
3231sseq1d 3944 . . . 4 (𝑥 = 𝑦 → (dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋 ↔ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋))
3332elrab 3648 . . 3 (𝑦 ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋} ↔ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋))
34 difeq1 4059 . . . . . 6 (𝑥 = 𝑧 → (𝑥 ∖ I ) = (𝑧 ∖ I ))
3534dmeqd 5892 . . . . 5 (𝑥 = 𝑧 → dom (𝑥 ∖ I ) = dom (𝑧 ∖ I ))
3635sseq1d 3944 . . . 4 (𝑥 = 𝑧 → (dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋 ↔ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋))
3736elrab 3648 . . 3 (𝑧 ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋} ↔ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋))
38 difeq1 4059 . . . . . 6 (𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) → (𝑥 ∖ I ) = ((𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∖ I ))
3938dmeqd 5892 . . . . 5 (𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) → dom (𝑥 ∖ I ) = dom ((𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∖ I ))
4039sseq1d 3944 . . . 4 (𝑥 = (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) → (dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋 ↔ dom ((𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∖ I ) ⊆ 𝑋))
41123ad2ant1 1151 . . . . 5 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → 𝐺 ∈ Grp)
42 simp2l 1218 . . . . 5 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → 𝑦 ∈ 𝐵)
43 simp3l 1220 . . . . 5 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → 𝑧 ∈ 𝐵)
44 eqid 2763 . . . . . 6 (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
455, 44grpcl 19167 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝐵)
4641, 42, 43, 45syl3anc 1398 . . . 4 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ 𝐵)
4711, 5, 44symgov 19613 . . . . . . . 8 ((𝑦 ∈ 𝐵 ∧ 𝑧 ∈ 𝐵) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) = (𝑦 ∘ 𝑧))
4842, 43, 47syl2anc 596 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) = (𝑦 ∘ 𝑧))
4948difeq1d 4065 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → ((𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∖ I ) = ((𝑦 ∘ 𝑧) ∖ I ))
5049dmeqd 5892 . . . . 5 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom ((𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∖ I ) = dom ((𝑦 ∘ 𝑧) ∖ I ))
51 mvdco 19674 . . . . . 6 dom ((𝑦 ∘ 𝑧) ∖ I ) ⊆ (dom (𝑦 ∖ I ) ∪ dom (𝑧 ∖ I ))
52 simp2r 1219 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)
53 simp3r 1221 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)
5452, 53unssd 4193 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → (dom (𝑦 ∖ I ) ∪ dom (𝑧 ∖ I )) ⊆ 𝑋)
5551, 54sstrid 3924 . . . . 5 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom ((𝑦 ∘ 𝑧) ∖ I ) ⊆ 𝑋)
5650, 55eqsstrd 3947 . . . 4 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom ((𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∖ I ) ⊆ 𝑋)
5740, 46, 56elrabd 3650 . . 3 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋) ∧ (𝑧 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑧 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋})
5829, 33, 37, 57syl3anb 1179 . 2 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋} ∧ 𝑧 ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋}) → (𝑦(+g‘𝐺)𝑧) ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋})
59 difeq1 4059 . . . . . 6 (𝑥 = ((invg‘𝐺)‘𝑦) → (𝑥 ∖ I ) = (((invg‘𝐺)‘𝑦) ∖ I ))
6059dmeqd 5892 . . . . 5 (𝑥 = ((invg‘𝐺)‘𝑦) → dom (𝑥 ∖ I ) = dom (((invg‘𝐺)‘𝑦) ∖ I ))
6160sseq1d 3944 . . . 4 (𝑥 = ((invg‘𝐺)‘𝑦) → (dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋 ↔ dom (((invg‘𝐺)‘𝑦) ∖ I ) ⊆ 𝑋))
62 simprl 783 . . . . 5 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → 𝑦 ∈ 𝐵)
63 eqid 2763 . . . . . 6 (invg‘𝐺) = (invg‘𝐺)
645, 63grpinvcl 19213 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ((invg‘𝐺)‘𝑦) ∈ 𝐵)
6512, 62, 64syl2an2r 698 . . . 4 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → ((invg‘𝐺)‘𝑦) ∈ 𝐵)
6611, 5, 63symginv 19631 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ 𝐵 → ((invg‘𝐺)‘𝑦) = ◡𝑦)
6766ad2antrl 741 . . . . . . . 8 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → ((invg‘𝐺)‘𝑦) = ◡𝑦)
6867difeq1d 4065 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → (((invg‘𝐺)‘𝑦) ∖ I ) = (◡𝑦 ∖ I ))
6968dmeqd 5892 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom (((invg‘𝐺)‘𝑦) ∖ I ) = dom (◡𝑦 ∖ I ))
7011, 5symgbasf1o 19604 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ 𝐵 → 𝑦:𝐷–1-1-onto→𝐷)
7170ad2antrl 741 . . . . . . 7 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → 𝑦:𝐷–1-1-onto→𝐷)
72 f1omvdcnv 19673 . . . . . . 7 (𝑦:𝐷–1-1-onto→𝐷 → dom (◡𝑦 ∖ I ) = dom (𝑦 ∖ I ))
7371, 72syl 18 . . . . . 6 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom (◡𝑦 ∖ I ) = dom (𝑦 ∖ I ))
7469, 73eqtrd 2798 . . . . 5 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom (((invg‘𝐺)‘𝑦) ∖ I ) = dom (𝑦 ∖ I ))
75 simprr 785 . . . . 5 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)
7674, 75eqsstrd 3947 . . . 4 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → dom (((invg‘𝐺)‘𝑦) ∖ I ) ⊆ 𝑋)
7761, 65, 76elrabd 3650 . . 3 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ (𝑦 ∈ 𝐵 ∧ dom (𝑦 ∖ I ) ⊆ 𝑋)) → ((invg‘𝐺)‘𝑦) ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋})
7833, 77sylan2b 606 . 2 ((𝐷 ∈ 𝑉 ∧ 𝑦 ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋}) → ((invg‘𝐺)‘𝑦) ∈ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋})
791, 2, 3, 7, 28, 58, 78, 12issubgrpd2 19368 1 (𝐷 ∈ 𝑉 → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ dom (𝑥 ∖ I ) ⊆ 𝑋} ∈ (SubGrp‘𝐺))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2146  {crab 3416   ⊆ wss 3900   ∖ cdif 4048   ∪ cun 4152  ∅c0 4281   I cid 5549  ◡ccnv 5654  dom cdm 5655   ↾ cres 5657   ∘ ccom 5659  –1-1-onto→wf1o 6546  ‘cfv 6547  (class class class)co 7430  Basecbs 17402   ↾s cress 17423  +gcplusg 17443  0gc0g 17625  Grpcgrp 19159  invgcminusg 19160  SubGrpcsubg 19345  SymGrpcsymg 19598
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7761  ax-cnex 11269  ax-resscn 11270  ax-1cn 11271  ax-icn 11272  ax-addcl 11273  ax-addrcl 11274  ax-mulcl 11275  ax-mulrcl 11276  ax-mulcom 11277  ax-addass 11278  ax-mulass 11279  ax-distr 11280  ax-i2m1 11281  ax-1ne0 11282  ax-1rid 11283  ax-rnegex 11284  ax-rrecex 11285  ax-cnre 11286  ax-pre-lttri 11287  ax-pre-lttrn 11288  ax-pre-ltadd 11289  ax-pre-mulgt0 11290
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6311  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6501  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7888  df-1st 8011  df-2nd 8012  df-frecs 8313  df-wrecs 8344  df-recs 8393  df-rdg 8432  df-1o 8490  df-er 8731  df-map 8863  df-en 8988  df-dom 8989  df-sdom 8990  df-fin 8991  df-pnf 11358  df-mnf 11359  df-xr 11360  df-ltxr 11361  df-le 11362  df-sub 11556  df-neg 11557  df-nn 12349  df-2 12418  df-3 12419  df-4 12420  df-5 12421  df-6 12422  df-7 12423  df-8 12424  df-9 12425  df-n0 12620  df-z 12707  df-uz 12979  df-fz 13653  df-struct 17340  df-sets 17357  df-slot 17375  df-ndx 17387  df-base 17403  df-ress 17424  df-plusg 17456  df-tset 17462  df-0g 17627  df-mgm 18831  df-sgrp 18923  df-mnd 18939  df-submnd 18994  df-efmnd 19080  df-grp 19162  df-minusg 19163  df-subg 19348  df-symg 19599
This theorem is used by:  psgnunilem5  19723
  Copyright terms: Public domain W3C validator