Metamath Proof Explorer


Theorem cycpm2tr

Description: A cyclic permutation of 2 elements is a transposition. (Contributed by Thierry Arnoux, 24-Sep-2023)

Ref Expression
Hypotheses cycpm2.c C = toCyc D
cycpm2.d φ D V
cycpm2.i φ I D
cycpm2.j φ J D
cycpm2.1 φ I J
cycpm2tr.t T = pmTrsp D
Assertion cycpm2tr φ C ⟨“ IJ ”⟩ = T I J

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cycpm2.c C = toCyc D
2 cycpm2.d φ D V
3 cycpm2.i φ I D
4 cycpm2.j φ J D
5 cycpm2.1 φ I J
6 cycpm2tr.t T = pmTrsp D
7 partfun x D if x I J I J x x = x D I J I J x x D I J x
8 7 a1i φ x D if x I J I J x x = x D I J I J x x D I J x
9 cshw1s2 I D J D ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 = ⟨“ JI ”⟩
10 3 4 9 syl2anc φ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 = ⟨“ JI ”⟩
11 10 coeq1d φ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1 = ⟨“ JI ”⟩ ⟨“ IJ ”⟩ -1
12 0nn0 0 0
13 12 a1i φ 0 0
14 1nn0 1 0
15 14 a1i φ 1 0
16 0ne1 0 1
17 16 a1i φ 0 1
18 13 4 15 3 17 3 4 5 coprprop φ 0 J 1 I I 0 J 1 = I J J I
19 s2prop J D I D ⟨“ JI ”⟩ = 0 J 1 I
20 4 3 19 syl2anc φ ⟨“ JI ”⟩ = 0 J 1 I
21 s2prop I D J D ⟨“ IJ ”⟩ = 0 I 1 J
22 3 4 21 syl2anc φ ⟨“ IJ ”⟩ = 0 I 1 J
23 22 cnveqd φ ⟨“ IJ ”⟩ -1 = 0 I 1 J -1
24 cnvprop 0 0 I D 1 0 J D 0 I 1 J -1 = I 0 J 1
25 13 3 15 4 24 syl22anc φ 0 I 1 J -1 = I 0 J 1
26 23 25 eqtrd φ ⟨“ IJ ”⟩ -1 = I 0 J 1
27 20 26 coeq12d φ ⟨“ JI ”⟩ ⟨“ IJ ”⟩ -1 = 0 J 1 I I 0 J 1
28 3 4 4 3 5 mptprop φ I J J I = x I J if x = I J I
29 3 4 prssd φ I J D
30 df-ss I J D I J D = I J
31 29 30 sylib φ I J D = I J
32 incom I J D = D I J
33 31 32 eqtr3di φ I J = D I J
34 simpr φ x I J x = I x = I
35 34 sneqd φ x I J x = I x = I
36 35 difeq2d φ x I J x = I I J x = I J I
37 36 unieqd φ x I J x = I I J x = I J I
38 difprsn1 I J I J I = J
39 38 unieqd I J I J I = J
40 5 39 syl φ I J I = J
41 unisng J D J = J
42 4 41 syl φ J = J
43 40 42 eqtrd φ I J I = J
44 43 ad2antrr φ x I J x = I I J I = J
45 37 44 eqtr2d φ x I J x = I J = I J x
46 vex x V
47 46 elpr x I J x = I x = J
48 df-or x = I x = J ¬ x = I x = J
49 47 48 sylbb x I J ¬ x = I x = J
50 49 imp x I J ¬ x = I x = J
51 50 adantll φ x I J ¬ x = I x = J
52 51 sneqd φ x I J ¬ x = I x = J
53 52 difeq2d φ x I J ¬ x = I I J x = I J J
54 53 unieqd φ x I J ¬ x = I I J x = I J J
55 difprsn2 I J I J J = I
56 55 unieqd I J I J J = I
57 5 56 syl φ I J J = I
58 unisng I D I = I
59 3 58 syl φ I = I
60 57 59 eqtrd φ I J J = I
61 60 ad2antrr φ x I J ¬ x = I I J J = I
62 54 61 eqtr2d φ x I J ¬ x = I I = I J x
63 45 62 ifeqda φ x I J if x = I J I = I J x
64 33 63 mpteq12dva φ x I J if x = I J I = x D I J I J x
65 28 64 eqtr2d φ x D I J I J x = I J J I
66 18 27 65 3eqtr4d φ ⟨“ JI ”⟩ ⟨“ IJ ”⟩ -1 = x D I J I J x
67 11 66 eqtrd φ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1 = x D I J I J x
68 3 4 s2rn φ ran ⟨“ IJ ”⟩ = I J
69 68 difeq2d φ D ran ⟨“ IJ ”⟩ = D I J
70 69 reseq2d φ I D ran ⟨“ IJ ”⟩ = I D I J
71 mptresid I D I J = x D I J x
72 70 71 eqtrdi φ I D ran ⟨“ IJ ”⟩ = x D I J x
73 67 72 uneq12d φ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1 I D ran ⟨“ IJ ”⟩ = x D I J I J x x D I J x
74 uncom ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1 I D ran ⟨“ IJ ”⟩ = I D ran ⟨“ IJ ”⟩ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1
75 74 a1i φ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1 I D ran ⟨“ IJ ”⟩ = I D ran ⟨“ IJ ”⟩ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1
76 8 73 75 3eqtr2rd φ I D ran ⟨“ IJ ”⟩ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1 = x D if x I J I J x x
77 3 4 s2cld φ ⟨“ IJ ”⟩ Word D
78 3 4 5 s2f1 φ ⟨“ IJ ”⟩ : dom ⟨“ IJ ”⟩ 1-1 D
79 1 2 77 78 tocycfv φ C ⟨“ IJ ”⟩ = I D ran ⟨“ IJ ”⟩ ⟨“ IJ ”⟩ cyclShift 1 ⟨“ IJ ”⟩ -1
80 pr2nelem I D J D I J I J 2 𝑜
81 3 4 5 80 syl3anc φ I J 2 𝑜
82 6 pmtrval D V I J D I J 2 𝑜 T I J = x D if x I J I J x x
83 2 29 81 82 syl3anc φ T I J = x D if x I J I J x x
84 76 79 83 3eqtr4d φ C ⟨“ IJ ”⟩ = T I J