Metamath Proof Explorer


Theorem tocyccntz

Description: All elements of a (finite) set of cycles commute if their orbits are disjoint. (Contributed by Thierry Arnoux, 27-Nov-2023)

Ref Expression
Hypotheses tocyccntz.s S=SymGrpD
tocyccntz.z Z=CntzS
tocyccntz.m M=toCycD
tocyccntz.1 φDV
tocyccntz.2 φDisjxAranx
tocyccntz.a φAdomM
Assertion tocyccntz φMAZMA

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tocyccntz.s S=SymGrpD
2 tocyccntz.z Z=CntzS
3 tocyccntz.m M=toCycD
4 tocyccntz.1 φDV
5 tocyccntz.2 φDisjxAranx
6 tocyccntz.a φAdomM
7 eqid BaseS=BaseS
8 3 1 7 tocycf DVM:cWordD|c:domc1-1DBaseS
9 fimass M:cWordD|c:domc1-1DBaseSMABaseS
10 4 8 9 3syl φMABaseS
11 difss A.-101A
12 disjss1 A.-101ADisjxAranxDisjxA.-101ranx
13 11 5 12 mpsyl φDisjxA.-101ranx
14 4 adantr φxA.-101DV
15 6 adantr φxA.-101AdomM
16 simpr φxA.-101xA.-101
17 16 eldifad φxA.-101xA
18 15 17 sseldd φxA.-101xdomM
19 fdm M:cWordD|c:domc1-1DBaseSdomM=cWordD|c:domc1-1D
20 14 8 19 3syl φxA.-101domM=cWordD|c:domc1-1D
21 18 20 eleqtrd φxA.-101xcWordD|c:domc1-1D
22 id c=xc=x
23 dmeq c=xdomc=domx
24 eqidd c=xD=D
25 22 23 24 f1eq123d c=xc:domc1-1Dx:domx1-1D
26 25 elrab xcWordD|c:domc1-1DxWordDx:domx1-1D
27 21 26 sylib φxA.-101xWordDx:domx1-1D
28 27 simpld φxA.-101xWordD
29 27 simprd φxA.-101x:domx1-1D
30 16 eldifbd φxA.-101¬x.-101
31 hashgt1 xV¬x.-1011<x
32 31 elv ¬x.-1011<x
33 30 32 sylib φxA.-1011<x
34 3 14 28 29 33 cycpmrn φxA.-101ranx=domMxI
35 16 fvresd φxA.-101MA.-101x=Mx
36 35 difeq1d φxA.-101MA.-101xI=MxI
37 36 dmeqd φxA.-101domMA.-101xI=domMxI
38 34 37 eqtr4d φxA.-101ranx=domMA.-101xI
39 38 disjeq2dv φDisjxA.-101ranxDisjxA.-101domMA.-101xI
40 13 39 mpbid φDisjxA.-101domMA.-101xI
41 4 8 syl φM:cWordD|c:domc1-1DBaseS
42 41 ffdmd φM:domMBaseS
43 6 ssdifssd φA.-101domM
44 42 43 fssresd φMA.-101:A.-101BaseS
45 41 6 fssdmd φAcWordD|c:domc1-1D
46 45 ad4antr φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xAcWordD|c:domc1-1D
47 simp-4r φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xsA.-101
48 47 eldifad φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xsA
49 46 48 sseldd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xscWordD|c:domc1-1D
50 id c=sc=s
51 dmeq c=sdomc=doms
52 eqidd c=sD=D
53 50 51 52 f1eq123d c=sc:domc1-1Ds:doms1-1D
54 53 elrab scWordD|c:domc1-1DsWordDs:doms1-1D
55 49 54 sylib φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xsWordDs:doms1-1D
56 55 simpld φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xsWordD
57 wrdf sWordDs:0..^sD
58 frel s:0..^sDRels
59 56 57 58 3syl φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xRels
60 simplr φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xMA.-101s=MA.-101x
61 47 fvresd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xMA.-101s=Ms
62 16 ad5ant13 φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xxA.-101
63 62 fvresd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xMA.-101x=Mx
64 60 61 63 3eqtr3rd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xMx=Ms
65 64 difeq1d φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xMxI=MsI
66 65 dmeqd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xdomMxI=domMsI
67 4 ad4antr φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xDV
68 17 ad5ant13 φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xxA
69 46 68 sseldd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xxcWordD|c:domc1-1D
70 69 26 sylib φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xxWordDx:domx1-1D
71 70 simpld φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xxWordD
72 70 simprd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xx:domx1-1D
73 33 ad5ant13 φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=x1<x
74 3 67 71 72 73 cycpmrn φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xranx=domMxI
75 55 simprd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xs:doms1-1D
76 6 ssdifd φA.-101domM.-101
77 76 sselda φsA.-101sdomM.-101
78 77 ad3antrrr φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xsdomM.-101
79 78 eldifbd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=x¬s.-101
80 hashgt1 sA¬s.-1011<s
81 80 biimpa sA¬s.-1011<s
82 48 79 81 syl2anc φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=x1<s
83 3 67 56 75 82 cycpmrn φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xrans=domMsI
84 66 74 83 3eqtr4rd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xrans=ranx
85 84 ineq2d φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xranxrans=ranxranx
86 inidm ranxranx=ranx
87 85 86 eqtrdi φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xranxrans=ranx
88 rneq x=yranx=rany
89 88 cbvdisjv DisjxAranxDisjyArany
90 5 89 sylib φDisjyArany
91 90 ad4antr φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xDisjyArany
92 simpr φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=x¬s=x
93 92 neqned φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xsx
94 93 necomd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xxs
95 rneq y=xrany=ranx
96 rneq y=srany=rans
97 95 96 disji2 DisjyAranyxAsAxsranxrans=
98 91 68 48 94 97 syl121anc φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xranxrans=
99 87 98 eqtr3d φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xranx=
100 84 99 eqtrd φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xrans=
101 relrn0 Relss=rans=
102 101 biimpar Relsrans=s=
103 59 100 102 syl2anc φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xs=
104 wrdf xWordDx:0..^xD
105 frel x:0..^xDRelx
106 71 104 105 3syl φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xRelx
107 relrn0 Relxx=ranx=
108 107 biimpar Relxranx=x=
109 106 99 108 syl2anc φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xx=
110 103 109 eqtr4d φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101x¬s=xs=x
111 110 pm2.18da φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101xs=x
112 111 ex φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101xs=x
113 112 anasss φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101xs=x
114 113 ralrimivva φsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101xs=x
115 dff13 MA.-101:A.-1011-1BaseSMA.-101:A.-101BaseSsA.-101xA.-101MA.-101s=MA.-101xs=x
116 44 114 115 sylanbrc φMA.-101:A.-1011-1BaseS
117 f1f1orn MA.-101:A.-1011-1BaseSMA.-101:A.-1011-1 ontoranMA.-101
118 116 117 syl φMA.-101:A.-1011-1 ontoranMA.-101
119 df-ima MA.-101=ranMA.-101
120 119 a1i φMA.-101=ranMA.-101
121 120 f1oeq3d φMA.-101:A.-1011-1 ontoMA.-101MA.-101:A.-1011-1 ontoranMA.-101
122 118 121 mpbird φMA.-101:A.-1011-1 ontoMA.-101
123 simpr φc=MA.-101xc=MA.-101x
124 123 difeq1d φc=MA.-101xcI=MA.-101xI
125 124 dmeqd φc=MA.-101xdomcI=domMA.-101xI
126 122 125 disjrdx φDisjxA.-101domMA.-101xIDisjcMA.-101domcI
127 40 126 mpbid φDisjcMA.-101domcI
128 simpr φcMA.-101xA.-101Mx=cMx=c
129 4 ad3antrrr φcMA.-101xA.-101Mx=cDV
130 6 ssrind φA.-101domM.-101
131 130 ad3antrrr φcMA.-101xA.-101Mx=cA.-101domM.-101
132 simplr φcMA.-101xA.-101Mx=cxA.-101
133 131 132 sseldd φcMA.-101xA.-101Mx=cxdomM.-101
134 3 tocyc01 DVxdomM.-101Mx=ID
135 129 133 134 syl2anc φcMA.-101xA.-101Mx=cMx=ID
136 128 135 eqtr3d φcMA.-101xA.-101Mx=cc=ID
137 136 difeq1d φcMA.-101xA.-101Mx=ccI=IDI
138 137 dmeqd φcMA.-101xA.-101Mx=cdomcI=domIDI
139 resdifcom IDI=IID
140 difid II=
141 140 reseq1i IID=D
142 0res D=
143 139 141 142 3eqtri IDI=
144 143 dmeqi domIDI=dom
145 dm0 dom=
146 144 145 eqtri domIDI=
147 138 146 eqtrdi φcMA.-101xA.-101Mx=cdomcI=
148 41 ffund φFunM
149 fvelima FunMcMA.-101xA.-101Mx=c
150 148 149 sylan φcMA.-101xA.-101Mx=c
151 147 150 r19.29a φcMA.-101domcI=
152 151 disjxun0 φDisjcMA.-101MA.-101domcIDisjcMA.-101domcI
153 127 152 mpbird φDisjcMA.-101MA.-101domcI
154 uncom MA.-101MA.-101=MA.-101MA.-101
155 imaundi MA.-101A.-101=MA.-101MA.-101
156 inundif A.-101A.-101=A
157 156 imaeq2i MA.-101A.-101=MA
158 154 155 157 3eqtr2i MA.-101MA.-101=MA
159 158 a1i φMA.-101MA.-101=MA
160 159 disjeq1d φDisjcMA.-101MA.-101domcIDisjcMAdomcI
161 153 160 mpbid φDisjcMAdomcI
162 1 7 2 10 161 symgcntz φMAZMA