MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  odinf Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem odinf 18026
Description: The multiples of an element with infinite order form an infinite cyclic subgroup of 𝐺. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
odf1.1 𝑋 = (Base‘𝐺)
odf1.2 𝑂 = (od‘𝐺)
odf1.3 · = (.g𝐺)
odf1.4 𝐹 = (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 · 𝐴))
Assertion
Ref Expression
odinf ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑂𝐴) = 0) → ¬ ran 𝐹 ∈ Fin)
Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐺   𝑥,𝑂   𝑥, ·   𝑥,𝑋
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem odinf
StepHypRef Expression
1 znnen 14985 . . . . 5 ℤ ≈ ℕ
2 nnenom 12819 . . . . 5 ℕ ≈ ω
31, 2entr2i 8052 . . . 4 ω ≈ ℤ
4 odf1.1 . . . . . . . 8 𝑋 = (Base‘𝐺)
5 odf1.2 . . . . . . . 8 𝑂 = (od‘𝐺)
6 odf1.3 . . . . . . . 8 · = (.g𝐺)
7 odf1.4 . . . . . . . 8 𝐹 = (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 · 𝐴))
84, 5, 6, 7odf1 18025 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋) → ((𝑂𝐴) = 0 ↔ 𝐹:ℤ–1-1𝑋))
98biimp3a 1472 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑂𝐴) = 0) → 𝐹:ℤ–1-1𝑋)
10 f1f 6139 . . . . . 6 (𝐹:ℤ–1-1𝑋𝐹:ℤ⟶𝑋)
11 zex 11424 . . . . . . 7 ℤ ∈ V
12 fvex 6239 . . . . . . . 8 (Base‘𝐺) ∈ V
134, 12eqeltri 2726 . . . . . . 7 𝑋 ∈ V
14 fex2 7163 . . . . . . 7 ((𝐹:ℤ⟶𝑋 ∧ ℤ ∈ V ∧ 𝑋 ∈ V) → 𝐹 ∈ V)
1511, 13, 14mp3an23 1456 . . . . . 6 (𝐹:ℤ⟶𝑋𝐹 ∈ V)
169, 10, 153syl 18 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑂𝐴) = 0) → 𝐹 ∈ V)
17 f1f1orn 6186 . . . . . 6 (𝐹:ℤ–1-1𝑋𝐹:ℤ–1-1-onto→ran 𝐹)
189, 17syl 17 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑂𝐴) = 0) → 𝐹:ℤ–1-1-onto→ran 𝐹)
19 f1oen3g 8013 . . . . 5 ((𝐹 ∈ V ∧ 𝐹:ℤ–1-1-onto→ran 𝐹) → ℤ ≈ ran 𝐹)
2016, 18, 19syl2anc 694 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑂𝐴) = 0) → ℤ ≈ ran 𝐹)
21 entr 8049 . . . 4 ((ω ≈ ℤ ∧ ℤ ≈ ran 𝐹) → ω ≈ ran 𝐹)
223, 20, 21sylancr 696 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑂𝐴) = 0) → ω ≈ ran 𝐹)
23 endom 8024 . . 3 (ω ≈ ran 𝐹 → ω ≼ ran 𝐹)
24 domnsym 8127 . . 3 (ω ≼ ran 𝐹 → ¬ ran 𝐹 ≺ ω)
2522, 23, 243syl 18 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑂𝐴) = 0) → ¬ ran 𝐹 ≺ ω)
26 isfinite 8587 . 2 (ran 𝐹 ∈ Fin ↔ ran 𝐹 ≺ ω)
2725, 26sylnibr 318 1 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑂𝐴) = 0) → ¬ ran 𝐹 ∈ Fin)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  w3a 1054   = wceq 1523  wcel 2030  Vcvv 3231   class class class wbr 4685  cmpt 4762  ran crn 5144  wf 5922  1-1wf1 5923  1-1-ontowf1o 5925  cfv 5926  (class class class)co 6690  ωcom 7107  cen 7994  cdom 7995  csdm 7996  Fincfn 7997  0cc0 9974  cn 11058  cz 11415  Basecbs 15904  Grpcgrp 17469  .gcmg 17587  odcod 17990
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-se 5103  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-isom 5935  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-omul 7610  df-er 7787  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-inf 8390  df-oi 8456  df-card 8803  df-acn 8806  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-rp 11871  df-fz 12365  df-fl 12633  df-mod 12709  df-seq 12842  df-exp 12901  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-dvds 15028  df-0g 16149  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-grp 17472  df-minusg 17473  df-sbg 17474  df-mulg 17588  df-od 17994
This theorem is referenced by:  dfod2  18027  odcl2  18028
  Copyright terms: Public domain W3C validator