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Theorem pmtrrn2

Description: For any transposition there are two points it is transposing. (Contributed by SO, 15-Jul-2018)

Ref Expression
Hypotheses pmtrrn.t ⊢ T = pmTrsp ⁡ D
pmtrrn.r ⊢ R = ran ⁡ T
Assertion pmtrrn2 ⊢ F ∈ R → ∃ x ∈ D ∃ y ∈ D x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 pmtrrn.t ⊢ T = pmTrsp ⁡ D
2 pmtrrn.r ⊢ R = ran ⁡ T
3 eqid ⊢ dom ⁡ F ∖ I = dom ⁡ F ∖ I
4 1 2 3 pmtrfrn ⊢ F ∈ R → D ∈ V ∧ dom ⁡ F ∖ I ⊆ D ∧ dom ⁡ F ∖ I ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ dom ⁡ F ∖ I
5 4 simpld ⊢ F ∈ R → D ∈ V ∧ dom ⁡ F ∖ I ⊆ D ∧ dom ⁡ F ∖ I ≈ 2 𝑜
6 5 simp3d ⊢ F ∈ R → dom ⁡ F ∖ I ≈ 2 𝑜
7 en2 ⊢ dom ⁡ F ∖ I ≈ 2 𝑜 → ∃ x ∃ y dom ⁡ F ∖ I = x y
8 6 7 syl ⊢ F ∈ R → ∃ x ∃ y dom ⁡ F ∖ I = x y
9 5 simp2d ⊢ F ∈ R → dom ⁡ F ∖ I ⊆ D
10 4 simprd ⊢ F ∈ R → F = T ⁡ dom ⁡ F ∖ I
11 9 6 10 jca32 ⊢ F ∈ R → dom ⁡ F ∖ I ⊆ D ∧ dom ⁡ F ∖ I ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ dom ⁡ F ∖ I
12 sseq1 ⊢ dom ⁡ F ∖ I = x y → dom ⁡ F ∖ I ⊆ D ↔ x y ⊆ D
13 breq1 ⊢ dom ⁡ F ∖ I = x y → dom ⁡ F ∖ I ≈ 2 𝑜 ↔ x y ≈ 2 𝑜
14 fveq2 ⊢ dom ⁡ F ∖ I = x y → T ⁡ dom ⁡ F ∖ I = T ⁡ x y
15 14 eqeq2d ⊢ dom ⁡ F ∖ I = x y → F = T ⁡ dom ⁡ F ∖ I ↔ F = T ⁡ x y
16 13 15 anbi12d ⊢ dom ⁡ F ∖ I = x y → dom ⁡ F ∖ I ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ dom ⁡ F ∖ I ↔ x y ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ x y
17 12 16 anbi12d ⊢ dom ⁡ F ∖ I = x y → dom ⁡ F ∖ I ⊆ D ∧ dom ⁡ F ∖ I ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ dom ⁡ F ∖ I ↔ x y ⊆ D ∧ x y ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ x y
18 11 17 syl5ibcom ⊢ F ∈ R → dom ⁡ F ∖ I = x y → x y ⊆ D ∧ x y ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ x y
19 vex ⊢ x ∈ V
20 vex ⊢ y ∈ V
21 19 20 prss ⊢ x ∈ D ∧ y ∈ D ↔ x y ⊆ D
22 21 bicomi ⊢ x y ⊆ D ↔ x ∈ D ∧ y ∈ D
23 pr2ne ⊢ x ∈ V ∧ y ∈ V → x y ≈ 2 𝑜 ↔ x ≠ y
24 23 el2v ⊢ x y ≈ 2 𝑜 ↔ x ≠ y
25 24 anbi1i ⊢ x y ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ x y ↔ x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y
26 22 25 anbi12i ⊢ x y ⊆ D ∧ x y ≈ 2 𝑜 ∧ F = T ⁡ x y ↔ x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y
27 18 26 imbitrdi ⊢ F ∈ R → dom ⁡ F ∖ I = x y → x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y
28 27 2eximdv ⊢ F ∈ R → ∃ x ∃ y dom ⁡ F ∖ I = x y → ∃ x ∃ y x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y
29 8 28 mpd ⊢ F ∈ R → ∃ x ∃ y x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y
30 r2ex ⊢ ∃ x ∈ D ∃ y ∈ D x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y ↔ ∃ x ∃ y x ∈ D ∧ y ∈ D ∧ x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y
31 29 30 sylibr ⊢ F ∈ R → ∃ x ∈ D ∃ y ∈ D x ≠ y ∧ F = T ⁡ x y