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 32894
Description: Lemma for archiabl 32900. (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 12594 . . 3 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → 0 ∈ ℤ)
2 simpr 484 . . . 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 19023 . . . . . 6 (𝑈𝐵 → (0 · 𝑈) = 0 )
83, 7syl 17 . . . . 5 (𝜑 → (0 · 𝑈) = 0 )
98ad2antrr 725 . . . 4 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → (0 · 𝑈) = 0 )
102, 9eqtr4d 2771 . . 3 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → 𝑦 = (0 · 𝑈))
11 oveq1 7421 . . . 4 (𝑛 = 0 → (𝑛 · 𝑈) = (0 · 𝑈))
1211rspceeqv 3630 . . 3 ((0 ∈ ℤ ∧ 𝑦 = (0 · 𝑈)) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
131, 10, 12syl2anc 583 . 2 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 = 0 ) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
14 simplr 768 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → 𝑚 ∈ ℕ)
1514nnzd 12609 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → 𝑚 ∈ ℤ)
1615znegcld 12692 . . . . 5 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → -𝑚 ∈ ℤ)
1733ad2ant1 1131 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑈𝐵)
1817ad2antrr 725 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → 𝑈𝐵)
19 eqid 2728 . . . . . . . 8 (invg𝑊) = (invg𝑊)
204, 6, 19mulgnegnn 19032 . . . . . . 7 ((𝑚 ∈ ℕ ∧ 𝑈𝐵) → (-𝑚 · 𝑈) = ((invg𝑊)‘(𝑚 · 𝑈)))
2114, 18, 20syl2anc 583 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → (-𝑚 · 𝑈) = ((invg𝑊)‘(𝑚 · 𝑈)))
22 simpr 484 . . . . . . 7 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈))
2322fveq2d 6895 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑦)) = ((invg𝑊)‘(𝑚 · 𝑈)))
24 archiabllem.g . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑊 ∈ oGrp)
25243ad2ant1 1131 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑊 ∈ oGrp)
26 ogrpgrp 32777 . . . . . . . . 9 (𝑊 ∈ oGrp → 𝑊 ∈ Grp)
2725, 26syl 17 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑊 ∈ Grp)
28 simp2 1135 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑦𝐵)
294, 19grpinvinv 18955 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦𝐵) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑦)) = 𝑦)
3027, 28, 29syl2anc 583 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑦)) = 𝑦)
3130ad2antrr 725 . . . . . 6 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → ((invg𝑊)‘((invg𝑊)‘𝑦)) = 𝑦)
3221, 23, 313eqtr2rd 2775 . . . . 5 ((((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑚 ∈ ℕ) ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈)) → 𝑦 = (-𝑚 · 𝑈))
33 oveq1 7421 . . . . . 6 (𝑛 = -𝑚 → (𝑛 · 𝑈) = (-𝑚 · 𝑈))
3433rspceeqv 3630 . . . . 5 ((-𝑚 ∈ ℤ ∧ 𝑦 = (-𝑚 · 𝑈)) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
3516, 32, 34syl2anc 583 . . . 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 1131 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑊 ∈ Archi)
40 archiabllem1.p . . . . . 6 (𝜑0 < 𝑈)
41403ad2ant1 1131 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 0 < 𝑈)
42 simp1 1134 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝜑)
43 archiabllem1.s . . . . . 6 ((𝜑𝑥𝐵0 < 𝑥) → 𝑈 𝑥)
4442, 43syl3an1 1161 . . . . 5 (((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) ∧ 𝑥𝐵0 < 𝑥) → 𝑈 𝑥)
454, 19grpinvcl 18937 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦𝐵) → ((invg𝑊)‘𝑦) ∈ 𝐵)
4627, 28, 45syl2anc 583 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ((invg𝑊)‘𝑦) ∈ 𝐵)
474, 5grpidcl 18915 . . . . . . . 8 (𝑊 ∈ Grp → 0𝐵)
4827, 47syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 0𝐵)
49 simp3 1136 . . . . . . 7 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 𝑦 < 0 )
50 eqid 2728 . . . . . . . 8 (+g𝑊) = (+g𝑊)
514, 37, 50ogrpaddlt 32791 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ oGrp ∧ (𝑦𝐵0𝐵 ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) ∈ 𝐵) ∧ 𝑦 < 0 ) → (𝑦(+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) < ( 0 (+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)))
5225, 28, 48, 46, 49, 51syl131anc 1381 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → (𝑦(+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) < ( 0 (+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)))
534, 50, 5, 19grprinv 18940 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦𝐵) → (𝑦(+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) = 0 )
5427, 28, 53syl2anc 583 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → (𝑦(+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) = 0 )
554, 50, 5grplid 18917 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ Grp ∧ ((invg𝑊)‘𝑦) ∈ 𝐵) → ( 0 (+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) = ((invg𝑊)‘𝑦))
5627, 46, 55syl2anc 583 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ( 0 (+g𝑊)((invg𝑊)‘𝑦)) = ((invg𝑊)‘𝑦))
5752, 54, 563brtr3d 5173 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → 0 < ((invg𝑊)‘𝑦))
584, 5, 36, 37, 6, 25, 39, 17, 41, 44, 46, 57archiabllem1a 32893 . . . 4 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ∃𝑚 ∈ ℕ ((invg𝑊)‘𝑦) = (𝑚 · 𝑈))
5935, 58r19.29a 3158 . . 3 ((𝜑𝑦𝐵𝑦 < 0 ) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
60593expa 1116 . 2 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 𝑦 < 0 ) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
61 nnssz 12604 . . 3 ℕ ⊆ ℤ
62243ad2ant1 1131 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝑊 ∈ oGrp)
63383ad2ant1 1131 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝑊 ∈ Archi)
6433ad2ant1 1131 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝑈𝐵)
65403ad2ant1 1131 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 0 < 𝑈)
66 simp1 1134 . . . . . 6 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝜑)
6766, 43syl3an1 1161 . . . . 5 (((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) ∧ 𝑥𝐵0 < 𝑥) → 𝑈 𝑥)
68 simp2 1135 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 𝑦𝐵)
69 simp3 1136 . . . . 5 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → 0 < 𝑦)
704, 5, 36, 37, 6, 62, 63, 64, 65, 67, 68, 69archiabllem1a 32893 . . . 4 ((𝜑𝑦𝐵0 < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
71703expa 1116 . . 3 (((𝜑𝑦𝐵) ∧ 0 < 𝑦) → ∃𝑛 ∈ ℕ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
72 ssrexv 4047 . . 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 32776 . . . . . 6 (𝑊 ∈ oGrp ↔ (𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑊 ∈ oMnd))
7574simprbi 496 . . . . 5 (𝑊 ∈ oGrp → 𝑊 ∈ oMnd)
76 omndtos 32779 . . . . 5 (𝑊 ∈ oMnd → 𝑊 ∈ Toset)
7724, 75, 763syl 18 . . . 4 (𝜑𝑊 ∈ Toset)
7877adantr 480 . . 3 ((𝜑𝑦𝐵) → 𝑊 ∈ Toset)
79 simpr 484 . . 3 ((𝜑𝑦𝐵) → 𝑦𝐵)
8024, 26, 473syl 18 . . . 4 (𝜑0𝐵)
8180adantr 480 . . 3 ((𝜑𝑦𝐵) → 0𝐵)
824, 37tlt3 32691 . . 3 ((𝑊 ∈ Toset ∧ 𝑦𝐵0𝐵) → (𝑦 = 0𝑦 < 00 < 𝑦))
8378, 79, 81, 82syl3anc 1369 . 2 ((𝜑𝑦𝐵) → (𝑦 = 0𝑦 < 00 < 𝑦))
8413, 60, 73, 83mpjao3dan 1429 1 ((𝜑𝑦𝐵) → ∃𝑛 ∈ ℤ 𝑦 = (𝑛 · 𝑈))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3o 1084  w3a 1085   = wceq 1534  wcel 2099  wrex 3066  wss 3945   class class class wbr 5142  cfv 6542  (class class class)co 7414  0cc0 11132  -cneg 11469  cn 12236  cz 12582  Basecbs 17173  +gcplusg 17226  lecple 17233  0gc0g 17414  ltcplt 18293  Tosetctos 18401  Grpcgrp 18883  invgcminusg 18884  .gcmg 19016  oMndcomnd 32771  oGrpcogrp 32772  Archicarchi 32879
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2699  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-cnex 11188  ax-resscn 11189  ax-1cn 11190  ax-icn 11191  ax-addcl 11192  ax-addrcl 11193  ax-mulcl 11194  ax-mulrcl 11195  ax-mulcom 11196  ax-addass 11197  ax-mulass 11198  ax-distr 11199  ax-i2m1 11200  ax-1ne0 11201  ax-1rid 11202  ax-rnegex 11203  ax-rrecex 11204  ax-cnre 11205  ax-pre-lttri 11206  ax-pre-lttrn 11207  ax-pre-ltadd 11208  ax-pre-mulgt0 11209
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2530  df-eu 2559  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2937  df-nel 3043  df-ral 3058  df-rex 3067  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3472  df-sbc 3776  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3964  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7865  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-er 8718  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-pnf 11274  df-mnf 11275  df-xr 11276  df-ltxr 11277  df-le 11278  df-sub 11470  df-neg 11471  df-nn 12237  df-n0 12497  df-z 12583  df-uz 12847  df-fz 13511  df-seq 13993  df-0g 17416  df-proset 18280  df-poset 18298  df-plt 18315  df-toset 18402  df-mgm 18593  df-sgrp 18672  df-mnd 18688  df-grp 18886  df-minusg 18887  df-sbg 18888  df-mulg 19017  df-omnd 32773  df-ogrp 32774  df-inftm 32880  df-archi 32881
This theorem is referenced by:  archiabllem1  32895
  Copyright terms: Public domain W3C validator