Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  archiabllem1b Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem archiabllem1b 30829
Description: Lemma for archiabl 30835. (Contributed by Thierry Arnoux, 13-Apr-2018.)
Hypotheses
Ref Expression
archiabllem.b 𝐵 = (Base‘𝑊)
archiabllem.0 0 = (0g𝑊)
archiabllem.e = (le‘𝑊)
archiabllem.t < = (lt‘𝑊)
archiabllem.m · = (.g𝑊)
archiabllem.g (𝜑𝑊 ∈ oGrp)
archiabllem.a (𝜑𝑊 ∈ Archi)
archiabllem1.u (𝜑𝑈𝐵)
archiabllem1.p (𝜑0 < 𝑈)
archiabllem1.s ((𝜑𝑥𝐵0 < 𝑥) → 𝑈 𝑥)
Assertion
Ref Expression
archiabllem1b ((𝜑𝑦𝐵) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑛,𝑦,𝐵   𝑈,𝑛,𝑥   𝑛,𝑊,𝑥,𝑦   𝜑,𝑛,𝑥,𝑦   · ,𝑛,𝑥   0 ,𝑛,𝑥   < ,𝑛,𝑥   𝑥,
Allowed substitution hints:   < (𝑦)   · (𝑦)   𝑈(𝑦)   (𝑦,𝑛)   0 (𝑦)

Proof of Theorem archiabllem1b
Dummy variable 𝑚 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0zd 11972 . . 3 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → 0 ∈ ℤ)
2 simpr 487 . . . 4 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → 𝑦 = 0 )
3 archiabllem1.u . . . . . 6 (𝜑𝑈𝐵)
4 archiabllem.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑊)
5 archiabllem.0 . . . . . . 7 0 = (0g𝑊)
6 archiabllem.m . . . . . . 7 · = (.g𝑊)
74, 5, 6mulg0 18210 . . . . . 6 (𝑈𝐵 → (0 · 𝑈) = 0 )
83, 7syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (0 · 𝑈) = 0 )
98ad2antrr 724 . . . 4 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → (0 · 𝑈) = 0 )
102, 9eqtr4d 2858 . . 3 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → 𝑦 = (0 · 𝑈))
11 oveq1 7140 . . . 4 (𝑛 = 0 → (𝑛 · 𝑈) = (0 · 𝑈))
1211rspceeqv 3617 . . 3 ((0 ∈ ℤ ∧ 𝑦 = (0 · 𝑈)) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
131, 10, 12syl2anc 586 . 2 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
14 simplr 767 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → 𝑚 ∈ ℕ)
1514nnzd 12065 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → 𝑚 ∈ ℤ)
1615znegcld 12068 . . . . 5 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → -𝑚 ∈ ℤ)
1733ad2ant1 1129 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑈𝐵)
1817ad2antrr 724 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → 𝑈𝐵)
19 eqid 2820 . . . . . . . 8 (invg𝑊) = (invg𝑊)
204, 6, 19mulgnegnn 18217 . . . . . . 7 ((𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑈𝐵) → (-𝑚 · 𝑈) = ((invg𝑊)‘(𝑚 · 𝑈)))
2114, 18, 20syl2anc 586 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → (-𝑚 · 𝑈) = ((invg𝑊)‘(𝑚 · 𝑈)))
22 simpr 487 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈))
2322fveq2d 6650 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑦)) = ((invg𝑊)‘(𝑚 · 𝑈)))
24 archiabllem.g . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑊 ∈ oGrp)
25243ad2ant1 1129 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑊 ∈ oGrp)
26 ogrpgrp 30712 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ oGrp → 𝑊 ∈ Grp)
2725, 26syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑊 ∈ Grp)
28 simp2 1133 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑦𝐵)
294, 19grpinvinv 18145 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦𝐵) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑦)) = 𝑦)
3027, 28, 29syl2anc 586 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑦)) = 𝑦)
3130ad2antrr 724 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑦)) = 𝑦)
3221, 23, 313eqtr2rd 2862 . . . . 5 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → 𝑦 = (-𝑚 · 𝑈))
33 oveq1 7140 . . . . . 6 (𝑛 = -𝑚 → (𝑛 · 𝑈) = (-𝑚 · 𝑈))
3433rspceeqv 3617 . . . . 5 ((-𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑦 = (-𝑚 · 𝑈)) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
3516, 32, 34syl2anc 586 . . . 4 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
36 archiabllem.e . . . . 5 = (le‘𝑊)
37 archiabllem.t . . . . 5 < = (lt‘𝑊)
38 archiabllem.a . . . . . 6 (𝜑𝑊 ∈ Archi)
39383ad2ant1 1129 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑊 ∈ Archi)
40 archiabllem1.p . . . . . 6 (𝜑0 < 𝑈)
41403ad2ant1 1129 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 0 < 𝑈)
42 simp1 1132 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝜑)
43 archiabllem1.s . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐵0 < 𝑥) → 𝑈 𝑥)
4442, 43syl3an1 1159 . . . . 5 (((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑥𝐵0 < 𝑥) → 𝑈 𝑥)
454, 19grpinvcl 18130 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦𝐵) → ((invg𝑊)‘𝑦) ∈ 𝐵)
4627, 28, 45syl2anc 586 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ((invg𝑊)‘𝑦) ∈ 𝐵)
474, 5grpidcl 18110 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ Grp → 0𝐵)
4827, 47syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 0𝐵)
49 simp3 1134 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑦 < 0 )
50 eqid 2820 . . . . . . . 8 (+g𝑊) = (+g𝑊)
514, 37, 50ogrpaddlt 30726 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ oGrp ∧ (𝑦𝐵0𝐵 ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 < 0 ) → (𝑦(+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) < ( 0 (+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)))
5225, 28, 48, 46, 49, 51syl131anc 1379 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → (𝑦(+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) < ( 0 (+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)))
534, 50, 5, 19grprinv 18132 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦𝐵) → (𝑦(+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) = 0 )
5427, 28, 53syl2anc 586 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → (𝑦(+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) = 0 )
554, 50, 5grplid 18112 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) ∈ 𝐵) → ( 0 (+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) = ((invg𝑊)‘𝑦))
5627, 46, 55syl2anc 586 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ( 0 (+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) = ((invg𝑊)‘𝑦))
5752, 54, 563brtr3d 5073 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 0 < ((invg𝑊)‘𝑦))
584, 5, 36, 37, 6, 25, 39, 17, 41, 44, 46, 57archiabllem1a 30828 . . . 4 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ∃𝑚 ∈ ℕ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈))
5935, 58r19.29a 3276 . . 3 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
60593expa 1114 . 2 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 < 0 ) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
61 nnssz 11981 . . 3 ℕ ⊆ ℤ
62243ad2ant1 1129 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝑊 ∈ oGrp)
63383ad2ant1 1129 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝑊 ∈ Archi)
6433ad2ant1 1129 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝑈𝐵)
65403ad2ant1 1129 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 0 < 𝑈)
66 simp1 1132 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝜑)
6766, 43syl3an1 1159 . . . . 5 (((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) ∧ 𝑥𝐵0 < 𝑥) → 𝑈 𝑥)
68 simp2 1133 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝑦𝐵)
69 simp3 1134 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 0 < 𝑦)
704, 5, 36, 37, 6, 62, 63, 64, 65, 67, 68, 69archiabllem1a 30828 . . . 4 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
71703expa 1114 . . 3 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 0 < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
72 ssrexv 4013 . . 3 (ℕ ⊆ ℤ → (∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈)))
7361, 71, 72mpsyl 68 . 2 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 0 < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
74 isogrp 30711 . . . . . 6 (𝑊 ∈ oGrp ↔ (𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑊 ∈ oMnd))
7574simprbi 499 . . . . 5 (𝑊 ∈ oGrp → 𝑊 ∈ oMnd)
76 omndtos 30714 . . . . 5 (𝑊 ∈ oMnd → 𝑊 ∈ Toset)
7724, 75, 763syl 18 . . . 4 (𝜑𝑊 ∈ Toset)
7877adantr 483 . . 3 ((𝜑𝑦𝐵) → 𝑊 ∈ Toset)
79 simpr 487 . . 3 ((𝜑𝑦𝐵) → 𝑦𝐵)
8024, 26, 473syl 18 . . . 4 (𝜑0𝐵)
8180adantr 483 . . 3 ((𝜑𝑦𝐵) → 0𝐵)
824, 37tlt3 30639 . . 3 ((𝑊 ∈ Toset ∧ 𝑦𝐵0𝐵) → (𝑦 = 0𝑦 < 00 < 𝑦))
8378, 79, 81, 82syl3anc 1367 . 2 ((𝜑𝑦𝐵) → (𝑦 = 0𝑦 < 00 < 𝑦))
8413, 60, 73, 83mpjao3dan 1427 1 ((𝜑𝑦𝐵) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 398  w3o 1082  w3a 1083   = wceq 1537  wcel 2114  wrex 3126  wss 3913   class class class wbr 5042  cfv 6331  (class class class)co 7133  0cc0 10515  -cneg 10849  cn 11616  cz 11960  Basecbs 16462  +gcplusg 16544  lecple 16551  0gc0g 16692  ltcplt 17530  Tosetctos 17622  Grpcgrp 18082  invgcminusg 18083  .gcmg 18203  oMndcomnd 30706  oGrpcogrp 30707  Archicarchi 30814
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2792  ax-sep 5179  ax-nul 5186  ax-pow 5242  ax-pr 5306  ax-un 7439  ax-cnex 10571  ax-resscn 10572  ax-1cn 10573  ax-icn 10574  ax-addcl 10575  ax-addrcl 10576  ax-mulcl 10577  ax-mulrcl 10578  ax-mulcom 10579  ax-addass 10580  ax-mulass 10581  ax-distr 10582  ax-i2m1 10583  ax-1ne0 10584  ax-1rid 10585  ax-rnegex 10586  ax-rrecex 10587  ax-cnre 10588  ax-pre-lttri 10589  ax-pre-lttrn 10590  ax-pre-ltadd 10591  ax-pre-mulgt0 10592
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2653  df-clab 2799  df-cleq 2813  df-clel 2891  df-nfc 2959  df-ne 3007  df-nel 3111  df-ral 3130  df-rex 3131  df-reu 3132  df-rmo 3133  df-rab 3134  df-v 3475  df-sbc 3753  df-csb 3861  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3932  df-nul 4270  df-if 4444  df-pw 4517  df-sn 4544  df-pr 4546  df-tp 4548  df-op 4550  df-uni 4815  df-iun 4897  df-br 5043  df-opab 5105  df-mpt 5123  df-tr 5149  df-id 5436  df-eprel 5441  df-po 5450  df-so 5451  df-fr 5490  df-we 5492  df-xp 5537  df-rel 5538  df-cnv 5539  df-co 5540  df-dm 5541  df-rn 5542  df-res 5543  df-ima 5544  df-pred 6124  df-ord 6170  df-on 6171  df-lim 6172  df-suc 6173  df-iota 6290  df-fun 6333  df-fn 6334  df-f 6335  df-f1 6336  df-fo 6337  df-f1o 6338  df-fv 6339  df-riota 7091  df-ov 7136  df-oprab 7137  df-mpo 7138  df-om 7559  df-1st 7667  df-2nd 7668  df-wrecs 7925  df-recs 7986  df-rdg 8024  df-er 8267  df-en 8488  df-dom 8489  df-sdom 8490  df-pnf 10655  df-mnf 10656  df-xr 10657  df-ltxr 10658  df-le 10659  df-sub 10850  df-neg 10851  df-nn 11617  df-n0 11877  df-z 11961  df-uz 12223  df-fz 12877  df-seq 13354  df-0g 16694  df-proset 17517  df-poset 17535  df-plt 17547  df-toset 17623  df-mgm 17831  df-sgrp 17880  df-mnd 17891  df-grp 18085  df-minusg 18086  df-sbg 18087  df-mulg 18204  df-omnd 30708  df-ogrp 30709  df-inftm 30815  df-archi 30816
This theorem is referenced by:  archiabllem1  30830
  Copyright terms: Public domain W3C validator