Metamath Proof Explorer


Theorem sylow2blem1

Description: Lemma for sylow2b . Evaluate the group action on a left coset. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses sylow2b.x โŠข ๐‘‹ = ( Base โ€˜ ๐บ )
sylow2b.xf โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ Fin )
sylow2b.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
sylow2b.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐พ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
sylow2b.a โŠข + = ( +g โ€˜ ๐บ )
sylow2b.r โŠข โˆผ = ( ๐บ ~QG ๐พ )
sylow2b.m โŠข ยท = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ป , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) โ†ฆ ran ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘ฆ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ๐‘ง ) ) )
Assertion sylow2blem1 ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต ยท [ ๐ถ ] โˆผ ) = [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 sylow2b.x โŠข ๐‘‹ = ( Base โ€˜ ๐บ )
2 sylow2b.xf โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ Fin )
3 sylow2b.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
4 sylow2b.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐พ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
5 sylow2b.a โŠข + = ( +g โ€˜ ๐บ )
6 sylow2b.r โŠข โˆผ = ( ๐บ ~QG ๐พ )
7 sylow2b.m โŠข ยท = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ป , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) โ†ฆ ran ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘ฆ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ๐‘ง ) ) )
8 simp2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ต โˆˆ ๐ป )
9 6 ovexi โŠข โˆผ โˆˆ V
10 simp3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ )
11 ecelqsg โŠข ( ( โˆผ โˆˆ V โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) )
12 9 10 11 sylancr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) )
13 simpr โŠข ( ( ๐‘ฅ = ๐ต โˆง ๐‘ฆ = [ ๐ถ ] โˆผ ) โ†’ ๐‘ฆ = [ ๐ถ ] โˆผ )
14 simpl โŠข ( ( ๐‘ฅ = ๐ต โˆง ๐‘ฆ = [ ๐ถ ] โˆผ ) โ†’ ๐‘ฅ = ๐ต )
15 14 oveq1d โŠข ( ( ๐‘ฅ = ๐ต โˆง ๐‘ฆ = [ ๐ถ ] โˆผ ) โ†’ ( ๐‘ฅ + ๐‘ง ) = ( ๐ต + ๐‘ง ) )
16 13 15 mpteq12dv โŠข ( ( ๐‘ฅ = ๐ต โˆง ๐‘ฆ = [ ๐ถ ] โˆผ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘ฆ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ๐‘ง ) ) = ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
17 16 rneqd โŠข ( ( ๐‘ฅ = ๐ต โˆง ๐‘ฆ = [ ๐ถ ] โˆผ ) โ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘ฆ โ†ฆ ( ๐‘ฅ + ๐‘ง ) ) = ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
18 ecexg โŠข ( โˆผ โˆˆ V โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โˆˆ V )
19 9 18 ax-mp โŠข [ ๐ถ ] โˆผ โˆˆ V
20 19 mptex โŠข ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โˆˆ V
21 20 rnex โŠข ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โˆˆ V
22 17 7 21 ovmpoa โŠข ( ( ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง [ ๐ถ ] โˆผ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) ) โ†’ ( ๐ต ยท [ ๐ถ ] โˆผ ) = ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
23 8 12 22 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต ยท [ ๐ถ ] โˆผ ) = ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
24 1 6 eqger โŠข ( ๐พ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โ†’ โˆผ Er ๐‘‹ )
25 4 24 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆผ Er ๐‘‹ )
26 25 ecss โŠข ( ๐œ‘ โ†’ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โŠ† ๐‘‹ )
27 2 26 ssfid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โˆˆ Fin )
28 27 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โˆˆ Fin )
29 vex โŠข ๐‘ง โˆˆ V
30 elecg โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ V โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†” ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) )
31 29 10 30 sylancr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†” ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) )
32 31 biimpa โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ ) โ†’ ๐ถ โˆผ ๐‘ง )
33 subgrcl โŠข ( ๐ป โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
34 3 33 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
35 34 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
36 1 subgss โŠข ( ๐ป โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โ†’ ๐ป โŠ† ๐‘‹ )
37 3 36 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป โŠ† ๐‘‹ )
38 37 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ป โŠ† ๐‘‹ )
39 38 8 sseldd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘‹ )
40 1 5 grpcl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ )
41 35 39 10 40 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ )
42 41 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ )
43 35 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
44 39 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ๐ต โˆˆ ๐‘‹ )
45 1 subgss โŠข ( ๐พ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โ†’ ๐พ โŠ† ๐‘‹ )
46 4 45 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐พ โŠ† ๐‘‹ )
47 eqid โŠข ( invg โ€˜ ๐บ ) = ( invg โ€˜ ๐บ )
48 1 47 5 6 eqgval โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐พ โŠ† ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ถ โˆผ ๐‘ง โ†” ( ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ๐‘ง ) โˆˆ ๐พ ) ) )
49 34 46 48 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ถ โˆผ ๐‘ง โ†” ( ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ๐‘ง ) โˆˆ ๐พ ) ) )
50 49 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ถ โˆผ ๐‘ง โ†” ( ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ๐‘ง ) โˆˆ ๐พ ) ) )
51 50 biimpa โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ๐‘ง ) โˆˆ ๐พ ) )
52 51 simp2d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ )
53 1 5 grpcl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‹ )
54 43 44 52 53 syl3anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‹ )
55 1 47 grpinvcl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) โˆˆ ๐‘‹ )
56 35 41 55 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) โˆˆ ๐‘‹ )
57 56 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) โˆˆ ๐‘‹ )
58 1 5 grpass โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ๐ต ) + ๐‘ง ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
59 43 57 44 52 58 syl13anc โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ๐ต ) + ๐‘ง ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
60 1 5 47 grpinvadd โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ต ) ) )
61 35 39 10 60 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ต ) ) )
62 1 47 grpinvcl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ )
63 35 10 62 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ )
64 eqid โŠข ( -g โ€˜ ๐บ ) = ( -g โ€˜ ๐บ )
65 1 5 47 64 grpsubval โŠข ( ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ต ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ต ) ) )
66 63 39 65 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ต ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ต ) ) )
67 61 66 eqtr4d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ต ) )
68 67 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ๐ต ) = ( ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ต ) + ๐ต ) )
69 1 5 64 grpnpcan โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ต ) + ๐ต ) = ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) )
70 35 63 39 69 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ต ) + ๐ต ) = ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) )
71 68 70 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ๐ต ) = ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) )
72 71 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ๐ต ) + ๐‘ง ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ๐‘ง ) )
73 72 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ๐ต ) + ๐‘ง ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ๐‘ง ) )
74 59 73 eqtr3d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ( ๐ต + ๐‘ง ) ) = ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ๐‘ง ) )
75 51 simp3d โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐ถ ) + ๐‘ง ) โˆˆ ๐พ )
76 74 75 eqeltrd โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โˆˆ ๐พ )
77 1 47 5 6 eqgval โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐พ โŠ† ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐ต + ๐ถ ) โˆผ ( ๐ต + ๐‘ง ) โ†” ( ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โˆˆ ๐พ ) ) )
78 34 46 77 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ต + ๐ถ ) โˆผ ( ๐ต + ๐‘ง ) โ†” ( ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โˆˆ ๐พ ) ) )
79 78 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐ต + ๐ถ ) โˆผ ( ๐ต + ๐‘ง ) โ†” ( ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โˆˆ ๐พ ) ) )
80 79 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ( ๐ต + ๐ถ ) โˆผ ( ๐ต + ๐‘ง ) โ†” ( ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ( ๐ต + ๐ถ ) ) + ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โˆˆ ๐พ ) ) )
81 42 54 76 80 mpbir3and โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ๐ต + ๐ถ ) โˆผ ( ๐ต + ๐‘ง ) )
82 ovex โŠข ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ V
83 ovex โŠข ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ V
84 82 83 elec โŠข ( ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โ†” ( ๐ต + ๐ถ ) โˆผ ( ๐ต + ๐‘ง ) )
85 81 84 sylibr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐ถ โˆผ ๐‘ง ) โ†’ ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
86 32 85 syldan โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โˆง ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ ) โ†’ ( ๐ต + ๐‘ง ) โˆˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
87 86 fmpttd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : [ ๐ถ ] โˆผ โŸถ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
88 87 frnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โŠ† [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
89 eqid โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) = ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) )
90 1 5 89 grplmulf1o โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ต โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : ๐‘‹ โ€“1-1-ontoโ†’ ๐‘‹ )
91 35 39 90 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : ๐‘‹ โ€“1-1-ontoโ†’ ๐‘‹ )
92 f1of1 โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : ๐‘‹ โ€“1-1-ontoโ†’ ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : ๐‘‹ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ )
93 91 92 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : ๐‘‹ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ )
94 25 ecss โŠข ( ๐œ‘ โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โŠ† ๐‘‹ )
95 94 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โŠ† ๐‘‹ )
96 f1ssres โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : ๐‘‹ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ โˆง [ ๐ถ ] โˆผ โŠ† ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†พ [ ๐ถ ] โˆผ ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ )
97 93 95 96 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†พ [ ๐ถ ] โˆผ ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ )
98 resmpt โŠข ( [ ๐ถ ] โˆผ โŠ† ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†พ [ ๐ถ ] โˆผ ) = ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
99 f1eq1 โŠข ( ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†พ [ ๐ถ ] โˆผ ) = ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†พ [ ๐ถ ] โˆผ ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ โ†” ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ ) )
100 95 98 99 3syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†พ [ ๐ถ ] โˆผ ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ โ†” ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ ) )
101 97 100 mpbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ )
102 f1f1orn โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1-ontoโ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
103 101 102 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1-ontoโ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
104 19 f1oen โŠข ( ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) : [ ๐ถ ] โˆผ โ€“1-1-ontoโ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โ‰ˆ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) )
105 ensym โŠข ( [ ๐ถ ] โˆผ โ‰ˆ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ‰ˆ [ ๐ถ ] โˆผ )
106 103 104 105 3syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ‰ˆ [ ๐ถ ] โˆผ )
107 4 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐พ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
108 1 6 eqgen โŠข ( ( ๐พ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โˆง [ ๐ถ ] โˆผ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) ) โ†’ ๐พ โ‰ˆ [ ๐ถ ] โˆผ )
109 107 12 108 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐พ โ‰ˆ [ ๐ถ ] โˆผ )
110 ensym โŠข ( ๐พ โ‰ˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โ‰ˆ ๐พ )
111 109 110 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โ‰ˆ ๐พ )
112 ecelqsg โŠข ( ( โˆผ โˆˆ V โˆง ( ๐ต + ๐ถ ) โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) )
113 9 41 112 sylancr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) )
114 1 6 eqgen โŠข ( ( ๐พ โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โˆง [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โˆˆ ( ๐‘‹ / โˆผ ) ) โ†’ ๐พ โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
115 107 113 114 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ๐พ โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
116 entr โŠข ( ( [ ๐ถ ] โˆผ โ‰ˆ ๐พ โˆง ๐พ โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ ) โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
117 111 115 116 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ [ ๐ถ ] โˆผ โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
118 entr โŠข ( ( ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ‰ˆ [ ๐ถ ] โˆผ โˆง [ ๐ถ ] โˆผ โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ ) โ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
119 106 117 118 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
120 fisseneq โŠข ( ( [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โˆˆ Fin โˆง ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โŠ† [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ โˆง ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) โ‰ˆ [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ ) โ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) = [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
121 28 88 119 120 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ran ( ๐‘ง โˆˆ [ ๐ถ ] โˆผ โ†ฆ ( ๐ต + ๐‘ง ) ) = [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )
122 23 121 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ ๐ป โˆง ๐ถ โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ต ยท [ ๐ถ ] โˆผ ) = [ ( ๐ต + ๐ถ ) ] โˆผ )