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Theorem pgrpgt2nabl

Description: Every symmetric group on a set with more than 2 elements is not abelian, see also the remark in Rotman p. 28. (Contributed by AV, 21-Mar-2019)

Ref Expression
Hypothesis pgrple2abl.g G = SymGrp A
Assertion pgrpgt2nabl A V 2 < A G Abel

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pgrple2abl.g G = SymGrp A
2 eqid ran pmTrsp A = ran pmTrsp A
3 eqid Base G = Base G
4 2 1 3 symgtrf ran pmTrsp A Base G
5 hashcl A Fin A 0
6 2nn0 2 0
7 nn0ltp1le 2 0 A 0 2 < A 2 + 1 A
8 6 7 mpan A 0 2 < A 2 + 1 A
9 2p1e3 2 + 1 = 3
10 9 a1i A 0 2 + 1 = 3
11 10 breq1d A 0 2 + 1 A 3 A
12 8 11 bitrd A 0 2 < A 3 A
13 12 biimpd A 0 2 < A 3 A
14 13 adantld A 0 A V 2 < A 3 A
15 5 14 syl A Fin A V 2 < A 3 A
16 3re 3
17 16 rexri 3 *
18 pnfge 3 * 3 +∞
19 17 18 ax-mp 3 +∞
20 hashinf A V ¬ A Fin A = +∞
21 19 20 breqtrrid A V ¬ A Fin 3 A
22 21 ex A V ¬ A Fin 3 A
23 22 adantr A V 2 < A ¬ A Fin 3 A
24 23 com12 ¬ A Fin A V 2 < A 3 A
25 15 24 pm2.61i A V 2 < A 3 A
26 eqid pmTrsp A = pmTrsp A
27 26 pmtr3ncom A V 3 A y ran pmTrsp A x ran pmTrsp A x y y x
28 rexcom x ran pmTrsp A y ran pmTrsp A x y y x y ran pmTrsp A x ran pmTrsp A x y y x
29 27 28 sylibr A V 3 A x ran pmTrsp A y ran pmTrsp A x y y x
30 25 29 syldan A V 2 < A x ran pmTrsp A y ran pmTrsp A x y y x
31 ssrexv ran pmTrsp A Base G y ran pmTrsp A x y y x y Base G x y y x
32 31 reximdv ran pmTrsp A Base G x ran pmTrsp A y ran pmTrsp A x y y x x ran pmTrsp A y Base G x y y x
33 4 30 32 mpsyl A V 2 < A x ran pmTrsp A y Base G x y y x
34 ssrexv ran pmTrsp A Base G x ran pmTrsp A y Base G x y y x x Base G y Base G x y y x
35 4 33 34 mpsyl A V 2 < A x Base G y Base G x y y x
36 eqid + G = + G
37 1 3 36 symgov x Base G y Base G x + G y = x y
38 37 adantl A V 2 < A x Base G y Base G x + G y = x y
39 pm3.22 x Base G y Base G y Base G x Base G
40 39 adantl A V 2 < A x Base G y Base G y Base G x Base G
41 1 3 36 symgov y Base G x Base G y + G x = y x
42 40 41 syl A V 2 < A x Base G y Base G y + G x = y x
43 38 42 neeq12d A V 2 < A x Base G y Base G x + G y y + G x x y y x
44 43 2rexbidva A V 2 < A x Base G y Base G x + G y y + G x x Base G y Base G x y y x
45 35 44 mpbird A V 2 < A x Base G y Base G x + G y y + G x
46 rexnal x Base G ¬ y Base G x + G y = y + G x ¬ x Base G y Base G x + G y = y + G x
47 rexnal y Base G ¬ x + G y = y + G x ¬ y Base G x + G y = y + G x
48 df-ne x + G y y + G x ¬ x + G y = y + G x
49 48 bicomi ¬ x + G y = y + G x x + G y y + G x
50 49 rexbii y Base G ¬ x + G y = y + G x y Base G x + G y y + G x
51 47 50 bitr3i ¬ y Base G x + G y = y + G x y Base G x + G y y + G x
52 51 rexbii x Base G ¬ y Base G x + G y = y + G x x Base G y Base G x + G y y + G x
53 46 52 bitr3i ¬ x Base G y Base G x + G y = y + G x x Base G y Base G x + G y y + G x
54 45 53 sylibr A V 2 < A ¬ x Base G y Base G x + G y = y + G x
55 54 intnand A V 2 < A ¬ G Mnd x Base G y Base G x + G y = y + G x
56 55 intnand A V 2 < A ¬ G Grp G Mnd x Base G y Base G x + G y = y + G x
57 df-nel G Abel ¬ G Abel
58 isabl G Abel G Grp G CMnd
59 3 36 iscmn G CMnd G Mnd x Base G y Base G x + G y = y + G x
60 59 anbi2i G Grp G CMnd G Grp G Mnd x Base G y Base G x + G y = y + G x
61 58 60 bitri G Abel G Grp G Mnd x Base G y Base G x + G y = y + G x
62 57 61 xchbinx G Abel ¬ G Grp G Mnd x Base G y Base G x + G y = y + G x
63 56 62 sylibr A V 2 < A G Abel