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Theorem cyc3co2

Description: Represent a 3-cycle as a composition of two 2-cycles. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Sep-2023)

Ref Expression
Hypotheses cycpm3.c 𝐶 = ( toCyc ‘ 𝐷 )
cycpm3.s 𝑆 = ( SymGrp ‘ 𝐷 )
cycpm3.d ( 𝜑𝐷𝑉 )
cycpm3.i ( 𝜑𝐼𝐷 )
cycpm3.j ( 𝜑𝐽𝐷 )
cycpm3.k ( 𝜑𝐾𝐷 )
cycpm3.1 ( 𝜑𝐼𝐽 )
cycpm3.2 ( 𝜑𝐽𝐾 )
cycpm3.3 ( 𝜑𝐾𝐼 )
cyc3co2.t · = ( +g𝑆 )
Assertion cyc3co2 ( 𝜑 → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 cycpm3.c 𝐶 = ( toCyc ‘ 𝐷 )
2 cycpm3.s 𝑆 = ( SymGrp ‘ 𝐷 )
3 cycpm3.d ( 𝜑𝐷𝑉 )
4 cycpm3.i ( 𝜑𝐼𝐷 )
5 cycpm3.j ( 𝜑𝐽𝐷 )
6 cycpm3.k ( 𝜑𝐾𝐷 )
7 cycpm3.1 ( 𝜑𝐼𝐽 )
8 cycpm3.2 ( 𝜑𝐽𝐾 )
9 cycpm3.3 ( 𝜑𝐾𝐼 )
10 cyc3co2.t · = ( +g𝑆 )
11 1 2 3 4 5 6 7 8 9 cycpm3cl ( 𝜑 → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) )
12 eqid ( Base ‘ 𝑆 ) = ( Base ‘ 𝑆 )
13 2 12 symgbasf ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) : 𝐷𝐷 )
14 11 13 syl ( 𝜑 → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) : 𝐷𝐷 )
15 14 ffnd ( 𝜑 → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) Fn 𝐷 )
16 2 symggrp ( 𝐷𝑉𝑆 ∈ Grp )
17 3 16 syl ( 𝜑𝑆 ∈ Grp )
18 9 necomd ( 𝜑𝐼𝐾 )
19 1 3 4 6 18 2 cycpm2cl ( 𝜑 → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) )
20 1 3 4 5 7 2 cycpm2cl ( 𝜑 → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) )
21 12 10 grpcl ( ( 𝑆 ∈ Grp ∧ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) ∧ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) )
22 17 19 20 21 syl3anc ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) )
23 2 12 symgbasf ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) : 𝐷𝐷 )
24 22 23 syl ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) : 𝐷𝐷 )
25 24 ffnd ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) Fn 𝐷 )
26 1 2 3 4 5 6 7 8 9 cyc3fv1 ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) = 𝐽 )
27 26 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) = 𝐽 )
28 simpr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → 𝑥 = 𝐼 )
29 28 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) )
30 2 12 10 symgov ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) ∧ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) )
31 19 20 30 syl2anc ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) )
32 31 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) )
33 32 fveq1d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
34 2 12 symgbasf ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) : 𝐷𝐷 )
35 20 34 syl ( 𝜑 → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) : 𝐷𝐷 )
36 35 ffund ( 𝜑 → Fun ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) )
37 4 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → 𝐼𝐷 )
38 34 fdmd ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ∈ ( Base ‘ 𝑆 ) → dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) = 𝐷 )
39 20 38 syl ( 𝜑 → dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) = 𝐷 )
40 39 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) = 𝐷 )
41 37 28 40 3eltr4d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → 𝑥 ∈ dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) )
42 fvco ( ( Fun ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ∧ 𝑥 ∈ dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) )
43 36 41 42 syl2an2r ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) )
44 28 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) )
45 1 3 4 5 7 2 cyc2fv1 ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) = 𝐽 )
46 45 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) = 𝐽 )
47 44 46 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = 𝐽 )
48 47 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) )
49 8 necomd ( 𝜑𝐾𝐽 )
50 7 necomd ( 𝜑𝐽𝐼 )
51 1 2 3 4 6 5 18 49 50 cyc2fvx ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) = 𝐽 )
52 51 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) = 𝐽 )
53 43 48 52 3eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = 𝐽 )
54 33 53 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = 𝐽 )
55 27 29 54 3eqtr4d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
56 55 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ∧ 𝑥 = 𝐼 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
57 1 2 3 4 5 6 7 8 9 cyc3fv2 ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) = 𝐾 )
58 57 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) = 𝐾 )
59 simpr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → 𝑥 = 𝐽 )
60 59 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) )
61 31 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) )
62 61 fveq1d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
63 5 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → 𝐽𝐷 )
64 39 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) = 𝐷 )
65 63 59 64 3eltr4d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → 𝑥 ∈ dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) )
66 36 65 42 syl2an2r ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) )
67 59 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) )
68 1 3 4 5 7 2 cyc2fv2 ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) = 𝐼 )
69 68 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐽 ) = 𝐼 )
70 67 69 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = 𝐼 )
71 70 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) )
72 1 3 4 6 18 2 cyc2fv1 ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) = 𝐾 )
73 72 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐼 ) = 𝐾 )
74 66 71 73 3eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = 𝐾 )
75 62 74 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = 𝐾 )
76 58 60 75 3eqtr4d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
77 76 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ∧ 𝑥 = 𝐽 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
78 1 2 3 4 5 6 7 8 9 cyc3fv3 ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) = 𝐼 )
79 78 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) = 𝐼 )
80 simpr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → 𝑥 = 𝐾 )
81 80 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) )
82 31 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) )
83 82 fveq1d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
84 6 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → 𝐾𝐷 )
85 39 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) = 𝐷 )
86 84 80 85 3eltr4d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → 𝑥 ∈ dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) )
87 36 86 42 syl2an2r ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) )
88 80 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) )
89 1 2 3 4 5 6 7 8 9 cyc2fvx ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) = 𝐾 )
90 89 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) = 𝐾 )
91 88 90 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = 𝐾 )
92 91 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) )
93 1 3 4 6 18 2 cyc2fv2 ( 𝜑 → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) = 𝐼 )
94 93 adantr ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝐾 ) = 𝐼 )
95 87 92 94 3eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = 𝐼 )
96 83 95 eqtrd ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = 𝐼 )
97 79 81 96 3eqtr4d ( ( 𝜑𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
98 97 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ∧ 𝑥 = 𝐾 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
99 eltpi ( 𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } → ( 𝑥 = 𝐼𝑥 = 𝐽𝑥 = 𝐾 ) )
100 99 adantl ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) → ( 𝑥 = 𝐼𝑥 = 𝐽𝑥 = 𝐾 ) )
101 56 77 98 100 mpjao3dan ( ( 𝜑𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
102 101 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥𝐷 ) ∧ 𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
103 35 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) : 𝐷𝐷 )
104 103 ffund ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → Fun ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) )
105 simpr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → 𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) )
106 105 eldifad ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → 𝑥𝐷 )
107 39 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) = 𝐷 )
108 106 107 eleqtrrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → 𝑥 ∈ dom ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) )
109 104 108 42 syl2anc ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) )
110 3 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → 𝐷𝑉 )
111 4 5 s2cld ( 𝜑 → ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ∈ Word 𝐷 )
112 111 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ∈ Word 𝐷 )
113 4 5 7 s2f1 ( 𝜑 → ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ : dom ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ –1-1𝐷 )
114 113 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ : dom ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ –1-1𝐷 )
115 tpid1g ( 𝐼𝐷𝐼 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
116 4 115 syl ( 𝜑𝐼 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
117 tpid2g ( 𝐽𝐷𝐽 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
118 5 117 syl ( 𝜑𝐽 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
119 116 118 prssd ( 𝜑 → { 𝐼 , 𝐽 } ⊆ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
120 4 5 s2rn ( 𝜑 → ran ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ = { 𝐼 , 𝐽 } )
121 120 eqcomd ( 𝜑 → { 𝐼 , 𝐽 } = ran ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ )
122 4 5 6 s3rn ( 𝜑 → ran ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ = { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
123 122 eqcomd ( 𝜑 → { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } = ran ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ )
124 119 121 123 3sstr3d ( 𝜑 → ran ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ⊆ ran ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ )
125 124 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ran ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ⊆ ran ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ )
126 105 eldifbd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ¬ 𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
127 122 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ran ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ = { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
128 126 127 neleqtrrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ¬ 𝑥 ∈ ran ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ )
129 125 128 ssneldd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ¬ 𝑥 ∈ ran ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ )
130 1 110 112 114 106 129 cycpmfv3 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = 𝑥 )
131 130 fveq2d ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) )
132 4 6 s2cld ( 𝜑 → ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ∈ Word 𝐷 )
133 132 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ∈ Word 𝐷 )
134 4 6 18 s2f1 ( 𝜑 → ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ : dom ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ –1-1𝐷 )
135 134 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ : dom ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ –1-1𝐷 )
136 tpid3g ( 𝐾𝐷𝐾 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
137 6 136 syl ( 𝜑𝐾 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
138 116 137 prssd ( 𝜑 → { 𝐼 , 𝐾 } ⊆ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
139 138 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → { 𝐼 , 𝐾 } ⊆ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } )
140 4 6 s2rn ( 𝜑 → ran ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ = { 𝐼 , 𝐾 } )
141 140 eqcomd ( 𝜑 → { 𝐼 , 𝐾 } = ran ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ )
142 141 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → { 𝐼 , 𝐾 } = ran ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ )
143 123 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } = ran ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ )
144 139 142 143 3sstr3d ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ran ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ⊆ ran ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ )
145 144 128 ssneldd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ¬ 𝑥 ∈ ran ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ )
146 1 110 133 135 106 145 cycpmfv3 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = 𝑥 )
147 109 131 146 3eqtrd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = 𝑥 )
148 31 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) )
149 148 fveq1d ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) ∘ ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
150 4 5 6 s3cld ( 𝜑 → ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ∈ Word 𝐷 )
151 150 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ∈ Word 𝐷 )
152 4 5 6 7 8 9 s3f1 ( 𝜑 → ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ : dom ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ –1-1𝐷 )
153 152 adantr ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ : dom ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ –1-1𝐷 )
154 1 110 151 153 106 128 cycpmfv3 ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = 𝑥 )
155 147 149 154 3eqtr4rd ( ( 𝜑𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
156 155 adantlr ( ( ( 𝜑𝑥𝐷 ) ∧ 𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
157 tpssi ( ( 𝐼𝐷𝐽𝐷𝐾𝐷 ) → { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ⊆ 𝐷 )
158 4 5 6 157 syl3anc ( 𝜑 → { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ⊆ 𝐷 )
159 undif ( { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ⊆ 𝐷 ↔ ( { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ∪ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) = 𝐷 )
160 158 159 sylib ( 𝜑 → ( { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ∪ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) = 𝐷 )
161 160 eleq2d ( 𝜑 → ( 𝑥 ∈ ( { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ∪ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) ↔ 𝑥𝐷 ) )
162 161 biimpar ( ( 𝜑𝑥𝐷 ) → 𝑥 ∈ ( { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ∪ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) )
163 elun ( 𝑥 ∈ ( { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ∪ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) ↔ ( 𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ∨ 𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) )
164 162 163 sylib ( ( 𝜑𝑥𝐷 ) → ( 𝑥 ∈ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ∨ 𝑥 ∈ ( 𝐷 ∖ { 𝐼 , 𝐽 , 𝐾 } ) ) )
165 102 156 164 mpjaodan ( ( 𝜑𝑥𝐷 ) → ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) ‘ 𝑥 ) = ( ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) ‘ 𝑥 ) )
166 15 25 165 eqfnfvd ( 𝜑 → ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 𝐾 ”⟩ ) = ( ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐾 ”⟩ ) · ( 𝐶 ‘ ⟨“ 𝐼 𝐽 ”⟩ ) ) )