Metamath Proof Explorer


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 6 grpmndd D V G Mnd
8 3 submacs G Mnd SubMnd G ACS B
9 acsmre SubMnd G ACS B SubMnd G Moore B
10 7 8 9 3syl D V SubMnd G Moore B
11 5 10 syl D V SubMnd G Moore B
12 1 2 3 symgtrf T B
13 12 a1i D V T B
14 2onn 2 𝑜 ω
15 nnfi 2 𝑜 ω 2 𝑜 Fin
16 14 15 ax-mp 2 𝑜 Fin
17 eqid pmTrsp D = pmTrsp D
18 17 1 pmtrfb x T D V x : D 1-1 onto D dom x I 2 𝑜
19 18 simp3bi x T dom x I 2 𝑜
20 enfi dom x I 2 𝑜 dom x I Fin 2 𝑜 Fin
21 19 20 syl x T dom x I Fin 2 𝑜 Fin
22 21 adantl D V x T dom x I Fin 2 𝑜 Fin
23 16 22 mpbiri D V x T dom x I Fin
24 13 23 ssrabdv D V T x B | dom x I Fin
25 2 3 symgfisg D V x B | dom x I Fin SubGrp G
26 subgsubm x B | dom x I Fin SubGrp G x B | dom x I Fin SubMnd G
27 25 26 syl D V x B | dom x I Fin SubMnd G
28 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
29 11 24 27 28 syl3anc D V K T x B | dom x I Fin
30 vex x V
31 30 a1i dom x I Fin x V
32 finnum dom x I Fin dom x I dom card
33 domfi dom x I Fin dom y I dom x I dom y I Fin
34 2 3 symgbasf1o y B y : D 1-1 onto D
35 34 adantl dom y I Fin y B y : D 1-1 onto D
36 f1ofn y : D 1-1 onto D y Fn D
37 fnnfpeq0 y Fn D dom y I = y = I D
38 35 36 37 3syl dom y I Fin y B dom y I = y = I D
39 2 3 elbasfv y B D V
40 39 adantl dom y I Fin y B D V
41 2 symgid D V I D = 0 G
42 40 41 syl dom y I Fin y B I D = 0 G
43 40 10 syl dom y I Fin y B SubMnd G Moore B
44 4 mrccl SubMnd G Moore B T B K T SubMnd G
45 43 12 44 sylancl dom y I Fin y B K T SubMnd G
46 eqid 0 G = 0 G
47 46 subm0cl K T SubMnd G 0 G K T
48 45 47 syl dom y I Fin y B 0 G K T
49 42 48 eqeltrd dom y I Fin y B I D K T
50 eleq1a I D K T y = I D y K T
51 49 50 syl dom y I Fin y B y = I D y K T
52 38 51 sylbid dom y I Fin y B dom y I = y K T
53 52 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
54 n0 dom y I u u dom y I
55 40 adantr dom y I Fin y B u dom y I D V
56 simpr dom y I Fin y B u dom y I u dom y I
57 f1omvdmvd y : D 1-1 onto D u dom y I y u dom y I u
58 35 57 sylan dom y I Fin y B u dom y I y u dom y I u
59 58 eldifad dom y I Fin y B u dom y I y u dom y I
60 56 59 prssd dom y I Fin y B u dom y I u y u dom y I
61 difss y I y
62 dmss y I y dom y I dom y
63 61 62 ax-mp dom y I dom y
64 f1odm y : D 1-1 onto D dom y = D
65 35 64 syl dom y I Fin y B dom y = D
66 63 65 sseqtrid dom y I Fin y B dom y I D
67 66 adantr dom y I Fin y B u dom y I dom y I D
68 60 67 sstrd dom y I Fin y B u dom y I u y u D
69 vex u V
70 fvex y u V
71 35 adantr dom y I Fin y B u dom y I y : D 1-1 onto D
72 71 36 syl dom y I Fin y B u dom y I y Fn D
73 66 sselda dom y I Fin y B u dom y I u D
74 fnelnfp y Fn D u D u dom y I y u u
75 72 73 74 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I u dom y I y u u
76 56 75 mpbid dom y I Fin y B u dom y I y u u
77 76 necomd dom y I Fin y B u dom y I u y u
78 pr2nelem u V y u V u y u u y u 2 𝑜
79 69 70 77 78 mp3an12i dom y I Fin y B u dom y I u y u 2 𝑜
80 17 1 pmtrrn D V u y u D u y u 2 𝑜 pmTrsp D u y u T
81 55 68 79 80 syl3anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u T
82 12 81 sselid dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u B
83 simplr dom y I Fin y B u dom y I y B
84 eqid + G = + G
85 2 3 84 symgov pmTrsp D u y u B y B pmTrsp D u y u + G y = pmTrsp D u y u y
86 82 83 85 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u + G y = pmTrsp D u y u y
87 86 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
88 40 6 syl dom y I Fin y B G Grp
89 88 adantr dom y I Fin y B u dom y I G Grp
90 3 84 grpcl G Grp pmTrsp D u y u B y B pmTrsp D u y u + G y B
91 89 82 83 90 syl3anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u + G y B
92 86 91 eqeltrrd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y B
93 2 3 84 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
94 82 92 93 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
95 coass pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y = pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y
96 17 1 pmtrfinv pmTrsp D u y u T pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u = I D
97 81 96 syl dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u = I D
98 97 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
99 f1of y : D 1-1 onto D y : D D
100 fcoi2 y : D D I D y = y
101 71 99 100 3syl dom y I Fin y B u dom y I I D y = y
102 98 101 eqtrd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y = y
103 95 102 eqtr3id dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u pmTrsp D u y u y = y
104 87 94 103 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
105 104 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
106 45 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
107 4 mrcssid SubMnd G Moore B T B T K T
108 43 12 107 sylancl dom y I Fin y B T K T
109 108 adantr dom y I Fin y B u dom y I T K T
110 109 81 sseldd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u K T
111 110 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
112 86 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
113 112 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
114 simpll dom y I Fin y B u dom y I dom y I Fin
115 mvdco dom pmTrsp D u y u y I dom pmTrsp D u y u I dom y I
116 17 pmtrmvd D V u y u D u y u 2 𝑜 dom pmTrsp D u y u I = u y u
117 55 68 79 116 syl3anc dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u I = u y u
118 117 60 eqsstrd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u I dom y I
119 ssidd dom y I Fin y B u dom y I dom y I dom y I
120 118 119 unssd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u I dom y I dom y I
121 115 120 sstrid dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u y I dom y I
122 fvco2 y Fn D u D pmTrsp D u y u y u = pmTrsp D u y u y u
123 72 73 122 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
124 prcom u y u = y u u
125 124 fveq2i pmTrsp D u y u = pmTrsp D y u u
126 125 fveq1i pmTrsp D u y u y u = pmTrsp D y u u y u
127 67 59 sseldd dom y I Fin y B u dom y I y u D
128 17 pmtrprfv D V y u D u D y u u pmTrsp D y u u y u = u
129 55 127 73 76 128 syl13anc dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D y u u y u = u
130 126 129 eqtrid dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y u = u
131 123 130 eqtrd dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y u = u
132 2 3 symgbasf1o pmTrsp D u y u y B pmTrsp D u y u y : D 1-1 onto D
133 f1ofn pmTrsp D u y u y : D 1-1 onto D pmTrsp D u y u y Fn D
134 92 132 133 3syl dom y I Fin y B u dom y I pmTrsp D u y u y Fn D
135 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
136 135 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
137 134 73 136 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
138 131 137 mpbid dom y I Fin y B u dom y I ¬ u dom pmTrsp D u y u y I
139 121 56 138 ssnelpssd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u y I dom y I
140 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
141 114 139 140 syl2anc dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u y I dom y I
142 113 141 eqbrtrd dom y I Fin y B u dom y I dom pmTrsp D u y u + G y I dom y I
143 142 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
144 91 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
145 ovex pmTrsp D u y u + G y V
146 difeq1 z = pmTrsp D u y u + G y z I = pmTrsp D u y u + G y I
147 146 dmeqd z = pmTrsp D u y u + G y dom z I = dom pmTrsp D u y u + G y I
148 147 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
149 eleq1 z = pmTrsp D u y u + G y z B pmTrsp D u y u + G y B
150 eleq1 z = pmTrsp D u y u + G y z K T pmTrsp D u y u + G y K T
151 149 150 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
152 148 151 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
153 145 152 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
154 153 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
155 143 144 154 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
156 84 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
157 106 111 155 156 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
158 105 157 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
159 158 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
160 159 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
161 54 160 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
162 53 161 pm2.61dne dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T y K T
163 162 exp31 dom y I Fin y B z dom z I dom y I z B z K T y K T
164 163 com23 dom y I Fin z dom z I dom y I z B z K T y B y K T
165 33 164 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
166 165 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
167 eleq1w y = z y B z B
168 eleq1w y = z y K T z K T
169 167 168 imbi12d y = z y B y K T z B z K T
170 eleq1w y = x y B x B
171 eleq1w y = x y K T x K T
172 170 171 imbi12d y = x y B y K T x B x K T
173 difeq1 y = z y I = z I
174 173 dmeqd y = z dom y I = dom z I
175 difeq1 y = x y I = x I
176 175 dmeqd y = x dom y I = dom x I
177 31 32 166 169 172 174 176 indcardi dom x I Fin x B x K T
178 177 impcom x B dom x I Fin x K T
179 178 3adant1 D V x B dom x I Fin x K T
180 179 rabssdv D V x B | dom x I Fin K T
181 29 180 eqssd D V K T = x B | dom x I Fin