Theorem cycsubg2 19437

Description: The subgroup generated by an element is exhausted by its multiples. (Contributed by Stefan O'Rear, 6-Sep-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
cycsubg2.x	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
cycsubg2.t	⊢ · = (.g‘𝐺)
cycsubg2.f	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 · 𝐴))
cycsubg2.k	⊢ 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))

Assertion

Ref	Expression
cycsubg2	⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐾‘{𝐴}) = ran 𝐹)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐴   𝑥,𝐺   𝑥, ·   𝑥,𝑋

Allowed substitution hints:   𝐹(𝑥)   𝐾(𝑥)

Proof of Theorem cycsubg2

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		snssg 4743	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑋 → (𝐴 ∈ 𝑦 ↔ {𝐴} ⊆ 𝑦))
2	1	bicomd 226	. . . . 5 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑋 → ({𝐴} ⊆ 𝑦 ↔ 𝐴 ∈ 𝑦))
3	2	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → ({𝐴} ⊆ 𝑦 ↔ 𝐴 ∈ 𝑦))
4	3	rabbidv 3422	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → {𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∣ {𝐴} ⊆ 𝑦} = {𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∣ 𝐴 ∈ 𝑦})
5	4	inteqd 4914	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → ∩ {𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∣ {𝐴} ⊆ 𝑦} = ∩ {𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∣ 𝐴 ∈ 𝑦})
6		cycsubg2.x	. . . . 5 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
7	6	subgacs 19383	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (SubGrp‘𝐺) ∈ (ACS‘𝑋))
8	7	acsmred 17842	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘𝑋))
9		snssi 4745	. . 3 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑋 → {𝐴} ⊆ 𝑋)
10		cycsubg2.k	. . . 4 ⊢ 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
11	10	mrcval 17796	. . 3 ⊢ (((SubGrp‘𝐺) ∈ (Moore‘𝑋) ∧ {𝐴} ⊆ 𝑋) → (𝐾‘{𝐴}) = ∩ {𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∣ {𝐴} ⊆ 𝑦})
12	8, 9, 11	syl2an 608	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐾‘{𝐴}) = ∩ {𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∣ {𝐴} ⊆ 𝑦})
13		cycsubg2.t	. . 3 ⊢ · = (.g‘𝐺)
14		cycsubg2.f	. . 3 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥 · 𝐴))
15	6, 13, 14	cycsubg 19435	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → ran 𝐹 = ∩ {𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∣ 𝐴 ∈ 𝑦})
16	5, 12, 15	3eqtr4d 2808	1 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋) → (𝐾‘{𝐴}) = ran 𝐹)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2146  {crab 3415   ⊆ wss 3899  {csn 4587  ∩ cint 4909   ↦ cmpt 5188  ran crn 5655  ‘cfv 6546  (class class class)co 7427  ℤcz 12703  Basecbs 17399  Moorecmre 17764  mrClscmrc 17765  Grpcgrp 19156  ._gcmg 19289  SubGrpcsubg 19342

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-op 4838  df-uni 4870  df-int 4910  df-iun 4955  df-iin 4956  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-om 7885  df-1st 8008  df-2nd 8009  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8487  df-2o 8488  df-er 8728  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-nn 12346  df-2 12415  df-n0 12617  df-z 12704  df-uz 12976  df-fz 13650  df-seq 14155  df-sets 17354  df-slot 17372  df-ndx 17384  df-base 17400  df-ress 17421  df-plusg 17453  df-0g 17624  df-mre 17768  df-mrc 17769  df-acs 17771  df-mgm 18828  df-sgrp 18920  df-mnd 18936  df-submnd 18991  df-grp 19159  df-minusg 19160  df-mulg 19290  df-subg 19345

This theorem is used by:  odf1o1  19798  odf1o2  19799  cycsubgcyg2  20128  pgpfac1lem2  20303  pgpfac1lem3  20305  pgpfac1lem4  20306