Metamath Proof Explorer


Theorem cyc3genpmlem

Description: Lemma for cyc3genpm . (Contributed by Thierry Arnoux, 24-Sep-2023)

Ref Expression
Hypotheses cyc3genpm.t ⊢ C = M . -1 3
cyc3genpm.a ⊢ A = pmEven ⁡ D
cyc3genpm.s ⊢ S = SymGrp ⁡ D
cyc3genpm.n ⊢ N = D
cyc3genpm.m ⊢ M = toCyc ⁡ D
cyc3genpmlem.t ⊢ · ˙ = + S
cyc3genpmlem.i ⊢ φ → I ∈ D
cyc3genpmlem.j ⊢ φ → J ∈ D
cyc3genpmlem.k ⊢ φ → K ∈ D
cyc3genpmlem.l ⊢ φ → L ∈ D
cyc3genpmlem.e ⊢ φ → E = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩
cyc3genpmlem.f ⊢ φ → F = M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
cyc3genpmlem.d ⊢ φ → D ∈ V
cyc3genpmlem.1 ⊢ φ → I ≠ J
cyc3genpmlem.2 ⊢ φ → K ≠ L
Assertion cyc3genpmlem ⊢ φ → ∃ c ∈ Word C E · ˙ F = ∑ S c

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cyc3genpm.t ⊢ C = M . -1 3
2 cyc3genpm.a ⊢ A = pmEven ⁡ D
3 cyc3genpm.s ⊢ S = SymGrp ⁡ D
4 cyc3genpm.n ⊢ N = D
5 cyc3genpm.m ⊢ M = toCyc ⁡ D
6 cyc3genpmlem.t ⊢ · ˙ = + S
7 cyc3genpmlem.i ⊢ φ → I ∈ D
8 cyc3genpmlem.j ⊢ φ → J ∈ D
9 cyc3genpmlem.k ⊢ φ → K ∈ D
10 cyc3genpmlem.l ⊢ φ → L ∈ D
11 cyc3genpmlem.e ⊢ φ → E = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩
12 cyc3genpmlem.f ⊢ φ → F = M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
13 cyc3genpmlem.d ⊢ φ → D ∈ V
14 cyc3genpmlem.1 ⊢ φ → I ≠ J
15 cyc3genpmlem.2 ⊢ φ → K ≠ L
16 wrd0 ⊢ ∅ ∈ Word C
17 16 a1i ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ∅ ∈ Word C
18 simpr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L ∧ c = ∅ → c = ∅
19 18 oveq2d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L ∧ c = ∅ → ∑ S c = ∑ S ∅
20 19 eqeq2d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L ∧ c = ∅ → E · ˙ F = ∑ S c ↔ E · ˙ F = ∑ S ∅
21 5 13 7 8 14 3 cycpm2cl ⊢ φ → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ ∈ Base S
22 11 21 eqeltrd ⊢ φ → E ∈ Base S
23 5 13 9 10 15 3 cycpm2cl ⊢ φ → M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ ∈ Base S
24 12 23 eqeltrd ⊢ φ → F ∈ Base S
25 eqid ⊢ Base S = Base S
26 3 25 6 symgov ⊢ E ∈ Base S ∧ F ∈ Base S → E · ˙ F = E ∘ F
27 22 24 26 syl2anc ⊢ φ → E · ˙ F = E ∘ F
28 27 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E · ˙ F = E ∘ F
29 11 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩
30 eqid ⊢ pmTrsp ⁡ D = pmTrsp ⁡ D
31 5 13 7 8 14 30 cycpm2tr ⊢ φ → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ I J
32 31 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ I J
33 29 32 eqtrd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E = pmTrsp ⁡ D ⁡ I J
34 5 13 9 10 15 30 cycpm2tr ⊢ φ → M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ K L
35 34 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ K L
36 12 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → F = M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
37 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I ∈ D
38 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → J ∈ D
39 14 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I ≠ J
40 simplr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I ∈ K L
41 simpr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → J ∈ K L
42 40 41 prssd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I J ⊆ K L
43 ssprsseq ⊢ I ∈ D ∧ J ∈ D ∧ I ≠ J → I J ⊆ K L ↔ I J = K L
44 43 biimpa ⊢ I ∈ D ∧ J ∈ D ∧ I ≠ J ∧ I J ⊆ K L → I J = K L
45 37 38 39 42 44 syl31anc ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I J = K L
46 45 fveq2d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ I J = pmTrsp ⁡ D ⁡ K L
47 35 36 46 3eqtr4d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → F = pmTrsp ⁡ D ⁡ I J
48 33 47 coeq12d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E ∘ F = pmTrsp ⁡ D ⁡ I J ∘ pmTrsp ⁡ D ⁡ I J
49 13 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → D ∈ V
50 37 38 prssd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I J ⊆ D
51 enpr2 ⊢ I ∈ D ∧ J ∈ D ∧ I ≠ J → I J ≈ 2 𝑜
52 37 38 39 51 syl3anc ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I J ≈ 2 𝑜
53 eqid ⊢ ran ⁡ pmTrsp ⁡ D = ran ⁡ pmTrsp ⁡ D
54 30 53 pmtrrn ⊢ D ∈ V ∧ I J ⊆ D ∧ I J ≈ 2 𝑜 → pmTrsp ⁡ D ⁡ I J ∈ ran ⁡ pmTrsp ⁡ D
55 49 50 52 54 syl3anc ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ I J ∈ ran ⁡ pmTrsp ⁡ D
56 30 53 pmtrfinv ⊢ pmTrsp ⁡ D ⁡ I J ∈ ran ⁡ pmTrsp ⁡ D → pmTrsp ⁡ D ⁡ I J ∘ pmTrsp ⁡ D ⁡ I J = I ↾ D
57 55 56 syl ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ I J ∘ pmTrsp ⁡ D ⁡ I J = I ↾ D
58 28 48 57 3eqtrd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E · ˙ F = I ↾ D
59 3 symgid ⊢ D ∈ V → I ↾ D = 0 S
60 49 59 syl ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I ↾ D = 0 S
61 eqid ⊢ 0 S = 0 S
62 61 gsum0 ⊢ ∑ S ∅ = 0 S
63 60 62 eqtr4di ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I ↾ D = ∑ S ∅
64 58 63 eqtrd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E · ˙ F = ∑ S ∅
65 17 20 64 rspcedvd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ∃ c ∈ Word C E · ˙ F = ∑ S c
66 13 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → D ∈ V
67 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → I ∈ D
68 9 10 prssd ⊢ φ → K L ⊆ D
69 68 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → K L ⊆ D
70 simplr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → I ∈ K L
71 enpr2 ⊢ K ∈ D ∧ L ∈ D ∧ K ≠ L → K L ≈ 2 𝑜
72 9 10 15 71 syl3anc ⊢ φ → K L ≈ 2 𝑜
73 72 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → K L ≈ 2 𝑜
74 unidifsnel ⊢ I ∈ K L ∧ K L ≈ 2 𝑜 → ⋃ K L ∖ I ∈ K L
75 70 73 74 syl2anc ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ I ∈ K L
76 69 75 sseldd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ I ∈ D
77 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → J ∈ D
78 unidifsnne ⊢ I ∈ K L ∧ K L ≈ 2 𝑜 → ⋃ K L ∖ I ≠ I
79 70 73 78 syl2anc ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ I ≠ I
80 79 necomd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → I ≠ ⋃ K L ∖ I
81 nelne2 ⊢ ⋃ K L ∖ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ I ≠ J
82 75 81 sylancom ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ I ≠ J
83 14 necomd ⊢ φ → J ≠ I
84 83 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → J ≠ I
85 5 3 66 67 76 77 80 82 84 cycpm3cl2 ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ∈ M . -1 3
86 85 1 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ∈ C
87 86 s1cld ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩ ∈ Word C
88 simpr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩ → c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩
89 88 oveq2d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩ → ∑ S c = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩
90 89 eqeq2d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩ → E · ˙ F = ∑ S c ↔ E · ˙ F = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩
91 5 3 66 67 76 77 80 82 84 6 cyc3co2 ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I ”⟩
92 5 3 66 67 76 77 80 82 84 cycpm3cl ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ∈ Base S
93 25 gsumws1 ⊢ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ∈ Base S → ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩
94 92 93 syl ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩
95 11 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → E = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩
96 en2eleq ⊢ I ∈ K L ∧ K L ≈ 2 𝑜 → K L = I ⋃ K L ∖ I
97 70 73 96 syl2anc ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → K L = I ⋃ K L ∖ I
98 97 fveq2d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ K L = pmTrsp ⁡ D ⁡ I ⋃ K L ∖ I
99 12 34 eqtrd ⊢ φ → F = pmTrsp ⁡ D ⁡ K L
100 99 ad2antrr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → F = pmTrsp ⁡ D ⁡ K L
101 5 66 67 76 80 30 cycpm2tr ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ I ⋃ K L ∖ I
102 98 100 101 3eqtr4d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → F = M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I ”⟩
103 95 102 oveq12d ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → E · ˙ F = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I ”⟩
104 91 94 103 3eqtr4rd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → E · ˙ F = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ I ⋃ K L ∖ I J ”⟩ ”⟩
105 87 90 104 rspcedvd ⊢ φ ∧ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ∃ c ∈ Word C E · ˙ F = ∑ S c
106 65 105 pm2.61dan ⊢ φ ∧ I ∈ K L → ∃ c ∈ Word C E · ˙ F = ∑ S c
107 13 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → D ∈ V
108 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → J ∈ D
109 68 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → K L ⊆ D
110 simpr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → J ∈ K L
111 72 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → K L ≈ 2 𝑜
112 unidifsnel ⊢ J ∈ K L ∧ K L ≈ 2 𝑜 → ⋃ K L ∖ J ∈ K L
113 110 111 112 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ J ∈ K L
114 109 113 sseldd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ J ∈ D
115 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I ∈ D
116 unidifsnne ⊢ J ∈ K L ∧ K L ≈ 2 𝑜 → ⋃ K L ∖ J ≠ J
117 110 111 116 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ J ≠ J
118 117 necomd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → J ≠ ⋃ K L ∖ J
119 simplr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ¬ I ∈ K L
120 nelne2 ⊢ ⋃ K L ∖ J ∈ K L ∧ ¬ I ∈ K L → ⋃ K L ∖ J ≠ I
121 113 119 120 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ⋃ K L ∖ J ≠ I
122 14 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → I ≠ J
123 5 3 107 108 114 115 118 121 122 cycpm3cl2 ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ∈ M . -1 3
124 123 1 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ∈ C
125 124 s1cld ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩ ∈ Word C
126 simpr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩ → c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩
127 126 oveq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩ → ∑ S c = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩
128 127 eqeq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩ → E · ˙ F = ∑ S c ↔ E · ˙ F = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩
129 5 3 107 108 114 115 118 121 122 6 cyc3co2 ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J ”⟩
130 5 3 107 108 114 115 118 121 122 cycpm3cl ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ∈ Base S
131 25 gsumws1 ⊢ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ∈ Base S → ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩
132 130 131 syl ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩
133 prcom ⊢ I J = J I
134 133 fveq2i ⊢ pmTrsp ⁡ D ⁡ I J = pmTrsp ⁡ D ⁡ J I
135 5 13 8 7 83 30 cycpm2tr ⊢ φ → M ⁡ ⟨“ JI ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ J I
136 134 31 135 3eqtr4a ⊢ φ → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JI ”⟩
137 11 136 eqtrd ⊢ φ → E = M ⁡ ⟨“ JI ”⟩
138 137 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E = M ⁡ ⟨“ JI ”⟩
139 en2eleq ⊢ J ∈ K L ∧ K L ≈ 2 𝑜 → K L = J ⋃ K L ∖ J
140 110 111 139 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → K L = J ⋃ K L ∖ J
141 140 fveq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ K L = pmTrsp ⁡ D ⁡ J ⋃ K L ∖ J
142 99 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → F = pmTrsp ⁡ D ⁡ K L
143 5 107 108 114 118 30 cycpm2tr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ J ⋃ K L ∖ J
144 141 142 143 3eqtr4d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → F = M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J ”⟩
145 138 144 oveq12d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E · ˙ F = M ⁡ ⟨“ JI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J ”⟩
146 129 132 145 3eqtr4rd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → E · ˙ F = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ J ⋃ K L ∖ J I ”⟩ ”⟩
147 125 128 146 rspcedvd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ J ∈ K L → ∃ c ∈ Word C E · ˙ F = ∑ S c
148 13 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → D ∈ V
149 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → J ∈ D
150 9 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → K ∈ D
151 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → I ∈ D
152 simpr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ¬ J ∈ K L
153 149 152 nelpr1 ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → J ≠ K
154 prid1g ⊢ K ∈ D → K ∈ K L
155 9 154 syl ⊢ φ → K ∈ K L
156 155 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → K ∈ K L
157 simplr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ¬ I ∈ K L
158 nelne2 ⊢ K ∈ K L ∧ ¬ I ∈ K L → K ≠ I
159 156 157 158 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → K ≠ I
160 14 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → I ≠ J
161 5 3 148 149 150 151 153 159 160 cycpm3cl2 ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ ∈ M . -1 3
162 161 1 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ ∈ C
163 10 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → L ∈ D
164 15 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → K ≠ L
165 prid2g ⊢ L ∈ D → L ∈ K L
166 163 165 syl ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → L ∈ K L
167 nelne2 ⊢ L ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → L ≠ J
168 166 167 sylancom ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → L ≠ J
169 5 3 148 150 163 149 164 168 153 cycpm3cl2 ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ∈ M . -1 3
170 169 1 eleqtrrdi ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ∈ C
171 162 170 s2cld ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩ ∈ Word C
172 simpr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩ → c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩
173 172 oveq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩ → ∑ S c = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩
174 173 eqeq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L ∧ c = ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩ → E · ˙ F = ∑ S c ↔ E · ˙ F = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩
175 148 59 syl ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → I ↾ D = 0 S
176 175 oveq1d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → I ↾ D · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = 0 S · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
177 3 symggrp ⊢ D ∈ V → S ∈ Grp
178 13 177 syl ⊢ φ → S ∈ Grp
179 178 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → S ∈ Grp
180 23 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ ∈ Base S
181 25 6 61 grplid ⊢ S ∈ Grp ∧ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ ∈ Base S → 0 S · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
182 179 180 181 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → 0 S · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
183 176 182 eqtrd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → I ↾ D · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
184 183 oveq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ I ↾ D · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
185 21 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ ∈ Base S
186 5 148 149 150 153 30 cycpm2tr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ J K
187 53 3 25 symgtrf ⊢ ran ⁡ pmTrsp ⁡ D ⊆ Base S
188 8 9 prssd ⊢ φ → J K ⊆ D
189 188 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → J K ⊆ D
190 enpr2 ⊢ J ∈ D ∧ K ∈ D ∧ J ≠ K → J K ≈ 2 𝑜
191 149 150 153 190 syl3anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → J K ≈ 2 𝑜
192 30 53 pmtrrn ⊢ D ∈ V ∧ J K ⊆ D ∧ J K ≈ 2 𝑜 → pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∈ ran ⁡ pmTrsp ⁡ D
193 148 189 191 192 syl3anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∈ ran ⁡ pmTrsp ⁡ D
194 187 193 sselid ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∈ Base S
195 186 194 eqeltrd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ ∈ Base S
196 153 necomd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → K ≠ J
197 5 148 150 149 196 30 cycpm2tr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ K J
198 prcom ⊢ J K = K J
199 198 a1i ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → J K = K J
200 199 fveq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ J K = pmTrsp ⁡ D ⁡ K J
201 197 200 eqtr4d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ J K
202 201 194 eqeltrd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ ∈ Base S
203 25 6 grpcl ⊢ S ∈ Grp ∧ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ ∈ Base S ∧ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ ∈ Base S → M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ ∈ Base S
204 179 202 180 203 syl3anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ ∈ Base S
205 25 6 grpass ⊢ S ∈ Grp ∧ M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ ∈ Base S ∧ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ ∈ Base S ∧ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ ∈ Base S → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
206 179 185 195 204 205 syl13anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
207 25 6 grpass ⊢ S ∈ Grp ∧ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ ∈ Base S ∧ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ ∈ Base S ∧ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ ∈ Base S → M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
208 179 195 202 180 207 syl13anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
209 208 oveq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
210 186 201 oveq12d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ = pmTrsp ⁡ D ⁡ J K · ˙ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K
211 3 25 6 symgov ⊢ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∈ Base S ∧ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∈ Base S → pmTrsp ⁡ D ⁡ J K · ˙ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K = pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∘ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K
212 194 194 211 syl2anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ J K · ˙ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K = pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∘ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K
213 30 53 pmtrfinv ⊢ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∈ ran ⁡ pmTrsp ⁡ D → pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∘ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K = I ↾ D
214 193 213 syl ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → pmTrsp ⁡ D ⁡ J K ∘ pmTrsp ⁡ D ⁡ J K = I ↾ D
215 210 212 214 3eqtrd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ = I ↾ D
216 215 oveq1d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = I ↾ D · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
217 216 oveq2d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ I ↾ D · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
218 206 209 217 3eqtr2rd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ I ↾ D · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
219 184 218 eqtr3d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
220 11 12 oveq12d ⊢ φ → E · ˙ F = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
221 220 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → E · ˙ F = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
222 5 3 148 149 150 151 153 159 160 6 cyc3co2 ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩
223 136 oveq1d ⊢ φ → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩
224 223 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩
225 222 224 eqtr4d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩
226 5 3 148 150 163 149 164 168 153 6 cyc3co2 ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
227 225 226 oveq12d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ IJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ JK ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KJ ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KL ”⟩
228 219 221 227 3eqtr4d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → E · ˙ F = M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩
229 178 grpmndd ⊢ φ → S ∈ Mnd
230 229 ad2antrr ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → S ∈ Mnd
231 5 3 148 149 150 151 153 159 160 cycpm3cl ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ ∈ Base S
232 226 204 eqeltrd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ∈ Base S
233 25 6 gsumws2 ⊢ S ∈ Mnd ∧ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ ∈ Base S ∧ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ∈ Base S → ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩
234 230 231 232 233 syl3anc ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩ = M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ · ˙ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩
235 228 234 eqtr4d ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → E · ˙ F = ∑ S ⟨“ M ⁡ ⟨“ JKI ”⟩ M ⁡ ⟨“ KLJ ”⟩ ”⟩
236 171 174 235 rspcedvd ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L ∧ ¬ J ∈ K L → ∃ c ∈ Word C E · ˙ F = ∑ S c
237 147 236 pm2.61dan ⊢ φ ∧ ¬ I ∈ K L → ∃ c ∈ Word C E · ˙ F = ∑ S c
238 106 237 pm2.61dan ⊢ φ → ∃ c ∈ Word C E · ˙ F = ∑ S c