Metamath Proof Explorer


Theorem psgnfzto1st

Description: The permutation sign for moving one element to the first position. (Contributed by Thierry Arnoux, 21-Aug-2020)

Ref Expression
Hypotheses psgnfzto1st.d D = 1 N
psgnfzto1st.p P = i D if i = 1 I if i I i 1 i
psgnfzto1st.g G = SymGrp D
psgnfzto1st.b B = Base G
psgnfzto1st.s S = pmSgn D
Assertion psgnfzto1st I D S P = 1 I + 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psgnfzto1st.d D = 1 N
2 psgnfzto1st.p P = i D if i = 1 I if i I i 1 i
3 psgnfzto1st.g G = SymGrp D
4 psgnfzto1st.b B = Base G
5 psgnfzto1st.s S = pmSgn D
6 elfz1b I 1 N I N I N
7 6 biimpi I 1 N I N I N
8 7 1 eleq2s I D I N I N
9 3ancoma N I I N I N I N
10 8 9 sylibr I D N I I N
11 df-3an N I I N N I I N
12 breq1 m = 1 m N 1 N
13 id m = 1 m = 1
14 breq2 m = 1 i m i 1
15 14 ifbid m = 1 if i m i 1 i = if i 1 i 1 i
16 13 15 ifeq12d m = 1 if i = 1 m if i m i 1 i = if i = 1 1 if i 1 i 1 i
17 16 mpteq2dv m = 1 i D if i = 1 m if i m i 1 i = i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i
18 17 fveq2d m = 1 S i D if i = 1 m if i m i 1 i = S i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i
19 oveq1 m = 1 m + 1 = 1 + 1
20 19 oveq2d m = 1 1 m + 1 = 1 1 + 1
21 18 20 eqeq12d m = 1 S i D if i = 1 m if i m i 1 i = 1 m + 1 S i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i = 1 1 + 1
22 12 21 imbi12d m = 1 m N S i D if i = 1 m if i m i 1 i = 1 m + 1 1 N S i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i = 1 1 + 1
23 breq1 m = n m N n N
24 id m = n m = n
25 breq2 m = n i m i n
26 25 ifbid m = n if i m i 1 i = if i n i 1 i
27 24 26 ifeq12d m = n if i = 1 m if i m i 1 i = if i = 1 n if i n i 1 i
28 27 mpteq2dv m = n i D if i = 1 m if i m i 1 i = i D if i = 1 n if i n i 1 i
29 28 fveq2d m = n S i D if i = 1 m if i m i 1 i = S i D if i = 1 n if i n i 1 i
30 oveq1 m = n m + 1 = n + 1
31 30 oveq2d m = n 1 m + 1 = 1 n + 1
32 29 31 eqeq12d m = n S i D if i = 1 m if i m i 1 i = 1 m + 1 S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1
33 23 32 imbi12d m = n m N S i D if i = 1 m if i m i 1 i = 1 m + 1 n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1
34 breq1 m = n + 1 m N n + 1 N
35 id m = n + 1 m = n + 1
36 breq2 m = n + 1 i m i n + 1
37 36 ifbid m = n + 1 if i m i 1 i = if i n + 1 i 1 i
38 35 37 ifeq12d m = n + 1 if i = 1 m if i m i 1 i = if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i
39 38 mpteq2dv m = n + 1 i D if i = 1 m if i m i 1 i = i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i
40 39 fveq2d m = n + 1 S i D if i = 1 m if i m i 1 i = S i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i
41 oveq1 m = n + 1 m + 1 = n + 1 + 1
42 41 oveq2d m = n + 1 1 m + 1 = 1 n + 1 + 1
43 40 42 eqeq12d m = n + 1 S i D if i = 1 m if i m i 1 i = 1 m + 1 S i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i = 1 n + 1 + 1
44 34 43 imbi12d m = n + 1 m N S i D if i = 1 m if i m i 1 i = 1 m + 1 n + 1 N S i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i = 1 n + 1 + 1
45 breq1 m = I m N I N
46 id m = I m = I
47 breq2 m = I i m i I
48 47 ifbid m = I if i m i 1 i = if i I i 1 i
49 46 48 ifeq12d m = I if i = 1 m if i m i 1 i = if i = 1 I if i I i 1 i
50 49 mpteq2dv m = I i D if i = 1 m if i m i 1 i = i D if i = 1 I if i I i 1 i
51 50 2 eqtr4di m = I i D if i = 1 m if i m i 1 i = P
52 51 fveq2d m = I S i D if i = 1 m if i m i 1 i = S P
53 oveq1 m = I m + 1 = I + 1
54 53 oveq2d m = I 1 m + 1 = 1 I + 1
55 52 54 eqeq12d m = I S i D if i = 1 m if i m i 1 i = 1 m + 1 S P = 1 I + 1
56 45 55 imbi12d m = I m N S i D if i = 1 m if i m i 1 i = 1 m + 1 I N S P = 1 I + 1
57 fzfi 1 N Fin
58 1 57 eqeltri D Fin
59 5 psgnid D Fin S I D = 1
60 58 59 ax-mp S I D = 1
61 eqid 1 = 1
62 eqid i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i = i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i
63 1 62 fzto1st1 1 = 1 i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i = I D
64 61 63 ax-mp i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i = I D
65 64 fveq2i S i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i = S I D
66 1p1e2 1 + 1 = 2
67 66 oveq2i 1 1 + 1 = 1 2
68 neg1sqe1 1 2 = 1
69 67 68 eqtri 1 1 + 1 = 1
70 60 65 69 3eqtr4i S i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i = 1 1 + 1
71 70 2a1i N 1 N S i D if i = 1 1 if i 1 i 1 i = 1 1 + 1
72 simplr N n n + 1 N n
73 72 peano2nnd N n n + 1 N n + 1
74 simpll N n n + 1 N N
75 simpr N n n + 1 N n + 1 N
76 73 74 75 3jca N n n + 1 N n + 1 N n + 1 N
77 elfz1b n + 1 1 N n + 1 N n + 1 N
78 76 77 sylibr N n n + 1 N n + 1 1 N
79 78 1 eleqtrrdi N n n + 1 N n + 1 D
80 1 psgnfzto1stlem n n + 1 D i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i = pmTrsp D n n + 1 i D if i = 1 n if i n i 1 i
81 72 79 80 syl2anc N n n + 1 N i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i = pmTrsp D n n + 1 i D if i = 1 n if i n i 1 i
82 81 adantlr N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i = pmTrsp D n n + 1 i D if i = 1 n if i n i 1 i
83 82 fveq2d N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N S i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i = S pmTrsp D n n + 1 i D if i = 1 n if i n i 1 i
84 58 a1i N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N D Fin
85 eqid ran pmTrsp D = ran pmTrsp D
86 85 3 4 symgtrf ran pmTrsp D B
87 eqid pmTrsp D = pmTrsp D
88 1 87 pmtrto1cl n n + 1 D pmTrsp D n n + 1 ran pmTrsp D
89 72 79 88 syl2anc N n n + 1 N pmTrsp D n n + 1 ran pmTrsp D
90 89 adantlr N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N pmTrsp D n n + 1 ran pmTrsp D
91 86 90 sseldi N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N pmTrsp D n n + 1 B
92 72 nnred N n n + 1 N n
93 1red N n n + 1 N 1
94 92 93 readdcld N n n + 1 N n + 1
95 74 nnred N n n + 1 N N
96 92 lep1d N n n + 1 N n n + 1
97 92 94 95 96 75 letrd N n n + 1 N n N
98 72 74 97 3jca N n n + 1 N n N n N
99 elfz1b n 1 N n N n N
100 98 99 sylibr N n n + 1 N n 1 N
101 100 1 eleqtrrdi N n n + 1 N n D
102 101 adantlr N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N n D
103 eqid i D if i = 1 n if i n i 1 i = i D if i = 1 n if i n i 1 i
104 1 103 3 4 fzto1st n D i D if i = 1 n if i n i 1 i B
105 102 104 syl N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N i D if i = 1 n if i n i 1 i B
106 3 5 4 psgnco D Fin pmTrsp D n n + 1 B i D if i = 1 n if i n i 1 i B S pmTrsp D n n + 1 i D if i = 1 n if i n i 1 i = S pmTrsp D n n + 1 S i D if i = 1 n if i n i 1 i
107 84 91 105 106 syl3anc N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N S pmTrsp D n n + 1 i D if i = 1 n if i n i 1 i = S pmTrsp D n n + 1 S i D if i = 1 n if i n i 1 i
108 3 85 5 psgnpmtr pmTrsp D n n + 1 ran pmTrsp D S pmTrsp D n n + 1 = 1
109 89 108 syl N n n + 1 N S pmTrsp D n n + 1 = 1
110 109 adantlr N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N S pmTrsp D n n + 1 = 1
111 97 adantlr N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N n N
112 simplr N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1
113 111 112 mpd N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1
114 110 113 oveq12d N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N S pmTrsp D n n + 1 S i D if i = 1 n if i n i 1 i = -1 1 n + 1
115 neg1cn 1
116 peano2nn n n + 1
117 116 nnnn0d n n + 1 0
118 expp1 1 n + 1 0 1 n + 1 + 1 = 1 n + 1 -1
119 115 117 118 sylancr n 1 n + 1 + 1 = 1 n + 1 -1
120 115 a1i n 1
121 120 117 expcld n 1 n + 1
122 121 120 mulcomd n 1 n + 1 -1 = -1 1 n + 1
123 119 122 eqtr2d n -1 1 n + 1 = 1 n + 1 + 1
124 123 ad3antlr N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N -1 1 n + 1 = 1 n + 1 + 1
125 114 124 eqtrd N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N S pmTrsp D n n + 1 S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 + 1
126 83 107 125 3eqtrd N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N S i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i = 1 n + 1 + 1
127 126 ex N n n N S i D if i = 1 n if i n i 1 i = 1 n + 1 n + 1 N S i D if i = 1 n + 1 if i n + 1 i 1 i = 1 n + 1 + 1
128 22 33 44 56 71 127 nnindd N I I N S P = 1 I + 1
129 128 imp N I I N S P = 1 I + 1
130 11 129 sylbi N I I N S P = 1 I + 1
131 10 130 syl I D S P = 1 I + 1