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Theorem psgnunilem3

Description: Lemma for psgnuni . Any nonempty representation of the identity can be incrementally transformed into a representation two shorter. (Contributed by Stefan O'Rear, 25-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses psgnunilem3.g G=SymGrpD
psgnunilem3.t T=ranpmTrspD
psgnunilem3.d φDV
psgnunilem3.w1 φWWordT
psgnunilem3.l φW=L
psgnunilem3.w2 φW
psgnunilem3.w3 φGW=ID
psgnunilem3.in φ¬xWordTx=L2Gx=ID
Assertion psgnunilem3 ¬φ

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psgnunilem3.g G=SymGrpD
2 psgnunilem3.t T=ranpmTrspD
3 psgnunilem3.d φDV
4 psgnunilem3.w1 φWWordT
5 psgnunilem3.l φW=L
6 psgnunilem3.w2 φW
7 psgnunilem3.w3 φGW=ID
8 psgnunilem3.in φ¬xWordTx=L2Gx=ID
9 5 6 eqeltrrd φL
10 9 nnnn0d φL0
11 wrdf WWordTW:0..^WT
12 4 11 syl φW:0..^WT
13 0nn0 00
14 13 a1i φ00
15 9 nngt0d φ0<L
16 elfzo0 00..^L00L0<L
17 14 9 15 16 syl3anbrc φ00..^L
18 5 oveq2d φ0..^W=0..^L
19 17 18 eleqtrrd φ00..^W
20 12 19 ffvelcdmd φW0T
21 eqid pmTrspD=pmTrspD
22 21 2 pmtrfmvdn0 W0TdomW0I
23 20 22 syl φdomW0I
24 n0 domW0IeedomW0I
25 23 24 sylib φeedomW0I
26 fzonel ¬L0..^L
27 simpr1 Gw=IDw=LL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcIL0..^L
28 26 27 mto ¬Gw=IDw=LL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcI
29 28 a1i wWordT¬Gw=IDw=LL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcI
30 29 nrex ¬wWordTGw=IDw=LL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcI
31 eleq1 a=0a0..^L00..^L
32 fveq2 a=0wa=w0
33 32 difeq1d a=0waI=w0I
34 33 dmeqd a=0domwaI=domw0I
35 34 eleq2d a=0edomwaIedomw0I
36 oveq2 a=00..^a=0..^0
37 36 raleqdv a=0c0..^a¬edomwcIc0..^0¬edomwcI
38 31 35 37 3anbi123d a=0a0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcI00..^Ledomw0Ic0..^0¬edomwcI
39 38 anbi2d a=0Gw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIGw=IDw=L00..^Ledomw0Ic0..^0¬edomwcI
40 39 rexbidv a=0wWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIwWordTGw=IDw=L00..^Ledomw0Ic0..^0¬edomwcI
41 40 imbi2d a=0φedomW0IwWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIφedomW0IwWordTGw=IDw=L00..^Ledomw0Ic0..^0¬edomwcI
42 eleq1 a=ba0..^Lb0..^L
43 fveq2 a=bwa=wb
44 43 difeq1d a=bwaI=wbI
45 44 dmeqd a=bdomwaI=domwbI
46 45 eleq2d a=bedomwaIedomwbI
47 oveq2 a=b0..^a=0..^b
48 47 raleqdv a=bc0..^a¬edomwcIc0..^b¬edomwcI
49 42 46 48 3anbi123d a=ba0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIb0..^LedomwbIc0..^b¬edomwcI
50 49 anbi2d a=bGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIGw=IDw=Lb0..^LedomwbIc0..^b¬edomwcI
51 50 rexbidv a=bwWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIwWordTGw=IDw=Lb0..^LedomwbIc0..^b¬edomwcI
52 oveq2 w=xGw=Gx
53 52 eqeq1d w=xGw=IDGx=ID
54 fveqeq2 w=xw=Lx=L
55 53 54 anbi12d w=xGw=IDw=LGx=IDx=L
56 fveq1 w=xwb=xb
57 56 difeq1d w=xwbI=xbI
58 57 dmeqd w=xdomwbI=domxbI
59 58 eleq2d w=xedomwbIedomxbI
60 fveq1 w=xwc=xc
61 60 difeq1d w=xwcI=xcI
62 61 dmeqd w=xdomwcI=domxcI
63 62 eleq2d w=xedomwcIedomxcI
64 63 notbid w=x¬edomwcI¬edomxcI
65 64 ralbidv w=xc0..^b¬edomwcIc0..^b¬edomxcI
66 fveq2 c=dxc=xd
67 66 difeq1d c=dxcI=xdI
68 67 dmeqd c=ddomxcI=domxdI
69 68 eleq2d c=dedomxcIedomxdI
70 69 notbid c=d¬edomxcI¬edomxdI
71 70 cbvralvw c0..^b¬edomxcId0..^b¬edomxdI
72 65 71 bitrdi w=xc0..^b¬edomwcId0..^b¬edomxdI
73 59 72 3anbi23d w=xb0..^LedomwbIc0..^b¬edomwcIb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdI
74 55 73 anbi12d w=xGw=IDw=Lb0..^LedomwbIc0..^b¬edomwcIGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdI
75 74 cbvrexvw wWordTGw=IDw=Lb0..^LedomwbIc0..^b¬edomwcIxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdI
76 51 75 bitrdi a=bwWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdI
77 76 imbi2d a=bφedomW0IwWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIφedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdI
78 eleq1 a=b+1a0..^Lb+10..^L
79 fveq2 a=b+1wa=wb+1
80 79 difeq1d a=b+1waI=wb+1I
81 80 dmeqd a=b+1domwaI=domwb+1I
82 81 eleq2d a=b+1edomwaIedomwb+1I
83 oveq2 a=b+10..^a=0..^b+1
84 83 raleqdv a=b+1c0..^a¬edomwcIc0..^b+1¬edomwcI
85 78 82 84 3anbi123d a=b+1a0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIb+10..^Ledomwb+1Ic0..^b+1¬edomwcI
86 85 anbi2d a=b+1Gw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIGw=IDw=Lb+10..^Ledomwb+1Ic0..^b+1¬edomwcI
87 86 rexbidv a=b+1wWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIwWordTGw=IDw=Lb+10..^Ledomwb+1Ic0..^b+1¬edomwcI
88 87 imbi2d a=b+1φedomW0IwWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIφedomW0IwWordTGw=IDw=Lb+10..^Ledomwb+1Ic0..^b+1¬edomwcI
89 eleq1 a=La0..^LL0..^L
90 fveq2 a=Lwa=wL
91 90 difeq1d a=LwaI=wLI
92 91 dmeqd a=LdomwaI=domwLI
93 92 eleq2d a=LedomwaIedomwLI
94 oveq2 a=L0..^a=0..^L
95 94 raleqdv a=Lc0..^a¬edomwcIc0..^L¬edomwcI
96 89 93 95 3anbi123d a=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcI
97 96 anbi2d a=LGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIGw=IDw=LL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcI
98 97 rexbidv a=LwWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIwWordTGw=IDw=LL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcI
99 98 imbi2d a=LφedomW0IwWordTGw=IDw=La0..^LedomwaIc0..^a¬edomwcIφedomW0IwWordTGw=IDw=LL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcI
100 4 adantr φedomW0IWWordT
101 7 5 jca φGW=IDW=L
102 101 adantr φedomW0IGW=IDW=L
103 17 adantr φedomW0I00..^L
104 simpr φedomW0IedomW0I
105 ral0 c¬edomWcI
106 fzo0 0..^0=
107 106 raleqi c0..^0¬edomWcIc¬edomWcI
108 105 107 mpbir c0..^0¬edomWcI
109 108 a1i φedomW0Ic0..^0¬edomWcI
110 103 104 109 3jca φedomW0I00..^LedomW0Ic0..^0¬edomWcI
111 oveq2 w=WGw=GW
112 111 eqeq1d w=WGw=IDGW=ID
113 fveqeq2 w=Ww=LW=L
114 112 113 anbi12d w=WGw=IDw=LGW=IDW=L
115 fveq1 w=Ww0=W0
116 115 difeq1d w=Ww0I=W0I
117 116 dmeqd w=Wdomw0I=domW0I
118 117 eleq2d w=Wedomw0IedomW0I
119 fveq1 w=Wwc=Wc
120 119 difeq1d w=WwcI=WcI
121 120 dmeqd w=WdomwcI=domWcI
122 121 eleq2d w=WedomwcIedomWcI
123 122 notbid w=W¬edomwcI¬edomWcI
124 123 ralbidv w=Wc0..^0¬edomwcIc0..^0¬edomWcI
125 118 124 3anbi23d w=W00..^Ledomw0Ic0..^0¬edomwcI00..^LedomW0Ic0..^0¬edomWcI
126 114 125 anbi12d w=WGw=IDw=L00..^Ledomw0Ic0..^0¬edomwcIGW=IDW=L00..^LedomW0Ic0..^0¬edomWcI
127 126 rspcev WWordTGW=IDW=L00..^LedomW0Ic0..^0¬edomWcIwWordTGw=IDw=L00..^Ledomw0Ic0..^0¬edomwcI
128 100 102 110 127 syl12anc φedomW0IwWordTGw=IDw=L00..^Ledomw0Ic0..^0¬edomwcI
129 3 ad2antrr φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIDV
130 simprl φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIxWordT
131 simpll Gx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIGx=ID
132 131 ad2antll φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIGx=ID
133 simplr Gx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIx=L
134 133 ad2antll φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIx=L
135 simpr1 Gx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIb0..^L
136 135 ad2antll φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIb0..^L
137 simpr2 Gx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIedomxbI
138 137 ad2antll φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIedomxbI
139 simpr3 Gx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdId0..^b¬edomxdI
140 139 ad2antll φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdId0..^b¬edomxdI
141 fveqeq2 x=yx=L2y=L2
142 oveq2 x=yGx=Gy
143 142 eqeq1d x=yGx=IDGy=ID
144 141 143 anbi12d x=yx=L2Gx=IDy=L2Gy=ID
145 144 cbvrexvw xWordTx=L2Gx=IDyWordTy=L2Gy=ID
146 8 145 sylnib φ¬yWordTy=L2Gy=ID
147 146 ad2antrr φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdI¬yWordTy=L2Gy=ID
148 1 2 129 130 132 134 136 138 140 147 psgnunilem2 φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIwWordTGw=IDw=Lb+10..^Ledomwb+1Ic0..^b+1¬edomwcI
149 148 rexlimdvaa φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIwWordTGw=IDw=Lb+10..^Ledomwb+1Ic0..^b+1¬edomwcI
150 149 a2i φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIφedomW0IwWordTGw=IDw=Lb+10..^Ledomwb+1Ic0..^b+1¬edomwcI
151 150 a1i b0φedomW0IxWordTGx=IDx=Lb0..^LedomxbId0..^b¬edomxdIφedomW0IwWordTGw=IDw=Lb+10..^Ledomwb+1Ic0..^b+1¬edomwcI
152 41 77 88 99 128 151 nn0ind L0φedomW0IwWordTGw=IDw=LL0..^LedomwLIc0..^L¬edomwcI
153 30 152 mtoi L0¬φedomW0I
154 153 con2i φedomW0I¬L0
155 25 154 exlimddv φ¬L0
156 10 155 pm2.65i ¬φ