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Theorem symggen

Description: The span of the transpositions is the subgroup that moves finitely many points. (Contributed by Stefan O'Rear, 28-Aug-2015)

Ref Expression
Hypotheses symgtrf.t T = ran pmTrsp D
symgtrf.g G = SymGrp D
symgtrf.b B = Base G
symggen.k K = mrCls SubMnd G
Assertion symggen D V K T = x B | dom x I Fin

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 symgtrf.t T = ran pmTrsp D
2 symgtrf.g G = SymGrp D
3 symgtrf.b B = Base G
4 symggen.k K = mrCls SubMnd G
5 elex D V D V
6 2 symggrp D V G Grp
7 grpmnd G Grp G Mnd
8 6 7 syl D V G Mnd
9 3 submacs G Mnd SubMnd G ACS B
10 acsmre SubMnd G ACS B SubMnd G Moore B
11 8 9 10 3syl D V SubMnd G Moore B
12 5 11 syl D V SubMnd G Moore B
13 1 2 3 symgtrf T B
14 13 a1i D V T B
15 2onn 2 𝑜 ω
16 nnfi 2 𝑜 ω 2 𝑜 Fin
17 15 16 ax-mp 2 𝑜 Fin
18 eqid pmTrsp D = pmTrsp D
19 18 1 pmtrfb x T D V x : D 1-1 onto D dom x I 2 𝑜
20 19 simp3bi x T dom x I 2 𝑜
21 enfi dom x I 2 𝑜 dom x I Fin 2 𝑜 Fin
22 20 21 syl x T dom x I Fin 2 𝑜 Fin
23 22 adantl D V x T dom x I Fin 2 𝑜 Fin
24 17 23 mpbiri D V x T dom x I Fin
25 14 24 ssrabdv D V T x B | dom x I Fin
26 2 3 symgfisg D V x B | dom x I Fin SubGrp G
27 subgsubm x B | dom x I Fin SubGrp G x B | dom x I Fin SubMnd G
28 26 27 syl D V x B | dom x I Fin SubMnd G
29 4 mrcsscl SubMnd G Moore B T x B | dom x I Fin x B | dom x I Fin SubMnd G K T x B | dom x I Fin
30 12 25 28 29 syl3anc D V K T x B | dom x I Fin
31 vex x V
32 31 a1i dom x I Fin x V
33 finnum dom x I Fin dom x I dom card
34 domfi dom x I Fin dom y I dom x I dom y I Fin
35 2 3 symgbasf1o y B y : D 1-1 onto D
36 35 adantl dom y I Fin y B y : D 1-1 onto D
37 f1ofn y : D 1-1 onto D y Fn D
38 fnnfpeq0 y Fn D dom y I = y = I D
39 36 37 38 3syl dom y I Fin y B dom y I = y = I D
40 2 3 elbasfv y B D V
41 40 adantl dom y I Fin y B D V
42 2 symgid D V I D = 0 G
43 41 42 syl dom y I Fin y B I D = 0 G
44 41 11 syl dom y I Fin y B SubMnd G Moore B
45 4 mrccl SubMnd G Moore B T B K T SubMnd G
46 44 13 45 sylancl dom y I Fin y B K T SubMnd G
47 eqid 0 G = 0 G
48 47 subm0cl K T SubMnd G 0 G K T
49 46 48 syl dom y I Fin y B 0 G K T
50 43 49 eqeltrd dom y I Fin y B I D K T
51 eleq1a I D K T y = I D y K T
52 50 51 syl dom y I Fin y B y = I D y K T
53 39 52 sylbid dom y I Fin y B dom y I = y K T
54 53 adantr dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T dom y I = y K T
55 n0 dom y I u u dom y I
56 41 adantr dom y I Fin y B u dom y I D V
57 simpr dom y I Fin y B u dom y I u dom y I
58 f1omvdmvd y : D 1-1 onto D u dom y I y u dom y I u
59 36 58 sylan dom y I Fin y B u dom y I y u dom y I u
60 59 eldifad dom y I Fin y B u dom y I y u dom y I
61 57 60 prssd dom y I Fin y B u dom y I u y u dom y I
62 difss y I y
63 dmss y I y dom y I dom y
64 62 63 ax-mp dom y I dom y
65 f1odm y : D 1-1 onto D dom y = D
66 36 65 syl dom y I Fin y B dom y = D
67 64 66 sseqtrid dom y I Fin y B dom y I D
68 67 adantr dom y I Fin y B u dom y I dom y I D
69 61 68 sstrd dom y I Fin y B u dom y I u y u D
70 vex u V
71 fvex y u V
72 36 adantr dom y I Fin y B u dom y I y : D 1-1 onto D
73 72 37 syl dom y I Fin y B u dom y I y Fn D
74 67 sselda dom y I Fin y B u dom y I u D
75 fnelnfp y Fn D u D u dom y I y u u
76 73 74 75 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I u dom y I y u u
77 57 76 mpbid dom y I Fin y B u dom y I y u u
78 77 necomd dom y I Fin y B u dom y I u y u
79 pr2nelem u V y u V u y u u y u 2 𝑜
80 70 71 78 79 mp3an12i dom y I Fin y B u dom y I u y u 2 𝑜
81 18 1 pmtrrn D V u y u D u y u 2 𝑜 pmTrsp D u y u T
82 56 69 80 81 syl3anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u T
83 13 82 sseldi dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u B
84 simplr dom y I Fin y B u dom y I y B
85 eqid + G = + G
86 2 3 85 symgov pmTrsp D u y u B y B pmTrsp D u y u + G y = pmTrsp D u y u y
87 83 84 86 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u + G y = pmTrsp D u y u y
88 87 oveq2d dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u + G pmTrsp D u y u + G y = pmTrsp D u y u + G pmTrsp D u y u y
89 41 6 syl dom y I Fin y B G Grp
90 89 adantr dom y I Fin y B u dom y I G Grp
91 3 85 grpcl G Grp pmTrsp D u y u B y B pmTrsp D u y u + G y B
92 90 83 84 91 syl3anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u + G y B
93 87 92 eqeltrrd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y B
94 2 3 85 symgov pmTrsp D u y u B pmTrsp D u y u y B pmTrsp D u y u + G pmTrsp D u y u y = pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y
95 83 93 94 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u + G pmTrsp D u y u y = pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y
96 coass pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y = pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y
97 18 1 pmtrfinv pmTrsp D u y u T pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u = I D
98 82 97 syl dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u = I D
99 98 coeq1d dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y = I D y
100 f1of y : D 1-1 onto D y : D D
101 fcoi2 y : D D I D y = y
102 72 100 101 3syl dom y I Fin y B u dom y I I D y = y
103 99 102 eqtrd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y = y
104 96 103 syl5eqr dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y = y
105 88 95 104 3eqtrd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u + G pmTrsp D u y u + G y = y
106 105 adantlr dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I pmTrsp D u y u + G pmTrsp D u y u + G y = y
107 46 ad2antrr dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I K T SubMnd G
108 4 mrcssid SubMnd G Moore B T B T K T
109 44 13 108 sylancl dom y I Fin y B T K T
110 109 adantr dom y I Fin y B u dom y I T K T
111 110 82 sseldd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u K T
112 111 adantlr dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I pmTrsp D u y u K T
113 87 difeq1d dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u + G y I = pmTrsp D u y u y I
114 113 dmeqd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u + G y I = dom pmTrsp D u y u y I
115 simpll dom y I Fin y B u dom y I dom y I Fin
116 mvdco dom pmTrsp D u y u y I dom pmTrsp D u y u I dom y I
117 18 pmtrmvd D V u y u D u y u 2 𝑜 dom pmTrsp D u y u I = u y u
118 56 69 80 117 syl3anc dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u I = u y u
119 118 61 eqsstrd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u I dom y I
120 ssidd dom y I Fin y B u dom y I dom y I dom y I
121 119 120 unssd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u I dom y I dom y I
122 116 121 sstrid dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u y I dom y I
123 fvco2 y Fn D u D pmTrsp D u y u y u = pmTrsp D u y u y u
124 73 74 123 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y u = pmTrsp D u y u y u
125 prcom u y u = y u u
126 125 fveq2i pmTrsp D u y u = pmTrsp D y u u
127 126 fveq1i pmTrsp D u y u y u = pmTrsp D y u u y u
128 68 60 sseldd dom y I Fin y B u dom y I y u D
129 18 pmtrprfv D V y u D u D y u u pmTrsp D y u u y u = u
130 56 128 74 77 129 syl13anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D y u u y u = u
131 127 130 syl5eq dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y u = u
132 124 131 eqtrd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y u = u
133 2 3 symgbasf1o pmTrsp D u y u y B pmTrsp D u y u y : D 1-1 onto D
134 f1ofn pmTrsp D u y u y : D 1-1 onto D pmTrsp D u y u y Fn D
135 93 133 134 3syl dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y Fn D
136 fnelnfp pmTrsp D u y u y Fn D u D u dom pmTrsp D u y u y I pmTrsp D u y u y u u
137 136 necon2bbid pmTrsp D u y u y Fn D u D pmTrsp D u y u y u = u ¬ u dom pmTrsp D u y u y I
138 135 74 137 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y u = u ¬ u dom pmTrsp D u y u y I
139 132 138 mpbid dom y I Fin y B u dom y I ¬ u dom pmTrsp D u y u y I
140 122 57 139 ssnelpssd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u y I dom y I
141 php3 dom y I Fin dom pmTrsp D u y u y I dom y I dom pmTrsp D u y u y I dom y I
142 115 140 141 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u y I dom y I
143 114 142 eqbrtrd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u + G y I dom y I
144 143 adantlr dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I dom pmTrsp D u y u + G y I dom y I
145 92 adantlr dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I pmTrsp D u y u + G y B
146 ovex pmTrsp D u y u + G y V
147 difeq1 z = pmTrsp D u y u + G y z I = pmTrsp D u y u + G y I
148 147 dmeqd z = pmTrsp D u y u + G y dom z I = dom pmTrsp D u y u + G y I
149 148 breq1d z = pmTrsp D u y u + G y dom z I dom y I dom pmTrsp D u y u + G y I dom y I
150 eleq1 z = pmTrsp D u y u + G y z B pmTrsp D u y u + G y B
151 eleq1 z = pmTrsp D u y u + G y z K T pmTrsp D u y u + G y K T
152 150 151 imbi12d z = pmTrsp D u y u + G y z B z K T pmTrsp D u y u + G y B pmTrsp D u y u + G y K T
153 149 152 imbi12d z = pmTrsp D u y u + G y dom z I dom y I z B z K T dom pmTrsp D u y u + G y I dom y I pmTrsp D u y u + G y B pmTrsp D u y u + G y K T
154 146 153 spcv z dom z I dom y I z B z K T dom pmTrsp D u y u + G y I dom y I pmTrsp D u y u + G y B pmTrsp D u y u + G y K T
155 154 ad2antlr dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I dom pmTrsp D u y u + G y I dom y I pmTrsp D u y u + G y B pmTrsp D u y u + G y K T
156 144 145 155 mp2d dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I pmTrsp D u y u + G y K T
157 85 submcl K T SubMnd G pmTrsp D u y u K T pmTrsp D u y u + G y K T pmTrsp D u y u + G pmTrsp D u y u + G y K T
158 107 112 156 157 syl3anc dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I pmTrsp D u y u + G pmTrsp D u y u + G y K T
159 106 158 eqeltrrd dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I y K T
160 159 ex dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u dom y I y K T
161 160 exlimdv dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T u u dom y I y K T
162 55 161 syl5bi dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T dom y I y K T
163 54 162 pm2.61dne dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T y K T
164 163 exp31 dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T y K T
165 164 com23 dom y I Fin z dom z I dom y I z B z K T y B y K T
166 34 165 syl dom x I Fin dom y I dom x I z dom z I dom y I z B z K T y B y K T
167 166 3impia dom x I Fin dom y I dom x I z dom z I dom y I z B z K T y B y K T
168 eleq1w y = z y B z B
169 eleq1w y = z y K T z K T
170 168 169 imbi12d y = z y B y K T z B z K T
171 eleq1w y = x y B x B
172 eleq1w y = x y K T x K T
173 171 172 imbi12d y = x y B y K T x B x K T
174 difeq1 y = z y I = z I
175 174 dmeqd y = z dom y I = dom z I
176 difeq1 y = x y I = x I
177 176 dmeqd y = x dom y I = dom x I
178 32 33 167 170 173 175 177 indcardi dom x I Fin x B x K T
179 178 impcom x B dom x I Fin x K T
180 179 3adant1 D V x B dom x I Fin x K T
181 180 rabssdv D V x B | dom x I Fin K T
182 30 181 eqssd D V K T = x B | dom x I Fin