Metamath Proof Explorer


Theorem orbsta2

Description: Relation between the size of the orbit and the size of the stabilizer of a point in a finite group action. (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses orbsta2.x X = Base G
orbsta2.h H = u X | u ˙ A = A
orbsta2.r ˙ = G ~ QG H
orbsta2.o O = x y | x y Y g X g ˙ x = y
Assertion orbsta2 ˙ G GrpAct Y A Y X Fin X = A O H

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 orbsta2.x X = Base G
2 orbsta2.h H = u X | u ˙ A = A
3 orbsta2.r ˙ = G ~ QG H
4 orbsta2.o O = x y | x y Y g X g ˙ x = y
5 1 2 gastacl ˙ G GrpAct Y A Y H SubGrp G
6 5 adantr ˙ G GrpAct Y A Y X Fin H SubGrp G
7 simpr ˙ G GrpAct Y A Y X Fin X Fin
8 1 3 6 7 lagsubg2 ˙ G GrpAct Y A Y X Fin X = X / ˙ H
9 pwfi X Fin 𝒫 X Fin
10 7 9 sylib ˙ G GrpAct Y A Y X Fin 𝒫 X Fin
11 1 3 eqger H SubGrp G ˙ Er X
12 6 11 syl ˙ G GrpAct Y A Y X Fin ˙ Er X
13 12 qsss ˙ G GrpAct Y A Y X Fin X / ˙ 𝒫 X
14 10 13 ssfid ˙ G GrpAct Y A Y X Fin X / ˙ Fin
15 eqid ran k X k ˙ k ˙ A = ran k X k ˙ k ˙ A
16 1 2 3 15 4 orbsta ˙ G GrpAct Y A Y ran k X k ˙ k ˙ A : X / ˙ 1-1 onto A O
17 16 adantr ˙ G GrpAct Y A Y X Fin ran k X k ˙ k ˙ A : X / ˙ 1-1 onto A O
18 14 17 hasheqf1od ˙ G GrpAct Y A Y X Fin X / ˙ = A O
19 18 oveq1d ˙ G GrpAct Y A Y X Fin X / ˙ H = A O H
20 8 19 eqtrd ˙ G GrpAct Y A Y X Fin X = A O H