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Theorem symgpssefmnd

Description: For a set A with more than one element, the symmetric group on A is a proper subset of the monoid of endofunctions on A . (Contributed by AV, 31-Mar-2024)

Ref Expression
Hypotheses symgpssefmnd.m ⊢ M = EndoFMnd ⁡ A
symgpssefmnd.g ⊢ G = SymGrp ⁡ A
Assertion symgpssefmnd ⊢ A ∈ V ∧ 1 < A → Base G ⊂ Base M

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 symgpssefmnd.m ⊢ M = EndoFMnd ⁡ A
2 symgpssefmnd.g ⊢ G = SymGrp ⁡ A
3 hashgt12el ⊢ A ∈ V ∧ 1 < A → ∃ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≠ y
4 eqid ⊢ Base G = Base G
5 2 4 symgbasmap ⊢ x ∈ Base G → x ∈ A A
6 eqid ⊢ Base M = Base M
7 1 6 efmndbas ⊢ Base M = A A
8 5 7 eleqtrrdi ⊢ x ∈ Base G → x ∈ Base M
9 8 ssriv ⊢ Base G ⊆ Base M
10 9 a1i ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → Base G ⊆ Base M
11 fconst6g ⊢ x ∈ A → A × x : A ⟶ A
12 11 adantr ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A → A × x : A ⟶ A
13 12 3ad2ant2 ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → A × x : A ⟶ A
14 1 6 elefmndbas ⊢ A ∈ V → A × x ∈ Base M ↔ A × x : A ⟶ A
15 14 3ad2ant1 ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → A × x ∈ Base M ↔ A × x : A ⟶ A
16 13 15 mpbird ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → A × x ∈ Base M
17 fconstg ⊢ x ∈ A → A × x : A ⟶ x
18 17 adantr ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A → A × x : A ⟶ x
19 18 3ad2ant2 ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → A × x : A ⟶ x
20 id ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y
21 20 3expa ⊢ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y
22 21 3adant1 ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y
23 nf1oconst ⊢ A × x : A ⟶ x ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → ¬ A × x : A ⟶ 1-1 onto A
24 19 22 23 syl2anc ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → ¬ A × x : A ⟶ 1-1 onto A
25 2 4 elsymgbas ⊢ A ∈ V → A × x ∈ Base G ↔ A × x : A ⟶ 1-1 onto A
26 25 notbid ⊢ A ∈ V → ¬ A × x ∈ Base G ↔ ¬ A × x : A ⟶ 1-1 onto A
27 26 3ad2ant1 ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → ¬ A × x ∈ Base G ↔ ¬ A × x : A ⟶ 1-1 onto A
28 24 27 mpbird ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → ¬ A × x ∈ Base G
29 10 16 28 ssnelpssd ⊢ A ∈ V ∧ x ∈ A ∧ y ∈ A ∧ x ≠ y → Base G ⊂ Base M
30 29 3exp ⊢ A ∈ V → x ∈ A ∧ y ∈ A → x ≠ y → Base G ⊂ Base M
31 30 rexlimdvv ⊢ A ∈ V → ∃ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≠ y → Base G ⊂ Base M
32 31 adantr ⊢ A ∈ V ∧ 1 < A → ∃ x ∈ A ∃ y ∈ A x ≠ y → Base G ⊂ Base M
33 3 32 mpd ⊢ A ∈ V ∧ 1 < A → Base G ⊂ Base M