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

Theorem cycsubgcl 19121
Description: The set of integer powers of an element ๐ด of a group forms a subgroup containing ๐ด, called the cyclic group generated by the element ๐ด. (Contributed by Mario Carneiro, 13-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
cycsubg.x ๐‘‹ = (Baseโ€˜๐บ)
cycsubg.t ยท = (.gโ€˜๐บ)
cycsubg.f ๐น = (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†ฆ (๐‘ฅ ยท ๐ด))
Assertion
Ref Expression
cycsubgcl ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (ran ๐น โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โˆง ๐ด โˆˆ ran ๐น))
Distinct variable groups:   ๐‘ฅ,๐ด   ๐‘ฅ,๐บ   ๐‘ฅ, ยท   ๐‘ฅ,๐‘‹
Allowed substitution hint:   ๐น(๐‘ฅ)

Proof of Theorem cycsubgcl
Dummy variables ๐‘š ๐‘› ๐‘ข ๐‘ฃ are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cycsubg.x . . . . . . . 8 ๐‘‹ = (Baseโ€˜๐บ)
2 cycsubg.t . . . . . . . 8 ยท = (.gโ€˜๐บ)
31, 2mulgcl 19007 . . . . . . 7 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) โˆˆ ๐‘‹)
433expa 1116 . . . . . 6 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) โˆˆ ๐‘‹)
54an32s 648 . . . . 5 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) โˆˆ ๐‘‹)
6 cycsubg.f . . . . 5 ๐น = (๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†ฆ (๐‘ฅ ยท ๐ด))
75, 6fmptd 7114 . . . 4 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ๐น:โ„คโŸถ๐‘‹)
87frnd 6724 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ran ๐น โІ ๐‘‹)
97ffnd 6717 . . . . 5 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ๐น Fn โ„ค)
10 1z 12596 . . . . 5 1 โˆˆ โ„ค
11 fnfvelrn 7081 . . . . 5 ((๐น Fn โ„ค โˆง 1 โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ ran ๐น)
129, 10, 11sylancl 584 . . . 4 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ ran ๐น)
1312ne0d 4334 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ran ๐น โ‰  โˆ…)
14 df-3an 1087 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†” ((๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹))
15 eqid 2730 . . . . . . . . . . . . . 14 (+gโ€˜๐บ) = (+gโ€˜๐บ)
161, 2, 15mulgdir 19022 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด) = ((๐‘š ยท ๐ด)(+gโ€˜๐บ)(๐‘› ยท ๐ด)))
1714, 16sylan2br 593 . . . . . . . . . . . 12 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ((๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹)) โ†’ ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด) = ((๐‘š ยท ๐ด)(+gโ€˜๐บ)(๐‘› ยท ๐ด)))
1817anass1rs 651 . . . . . . . . . . 11 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด) = ((๐‘š ยท ๐ด)(+gโ€˜๐บ)(๐‘› ยท ๐ด)))
19 zaddcl 12606 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘š + ๐‘›) โˆˆ โ„ค)
2019adantl 480 . . . . . . . . . . . 12 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐‘š + ๐‘›) โˆˆ โ„ค)
21 oveq1 7418 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ฅ = (๐‘š + ๐‘›) โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด))
22 ovex 7444 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด) โˆˆ V
2321, 6, 22fvmpt 6997 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘š + ๐‘›) โˆˆ โ„ค โ†’ (๐นโ€˜(๐‘š + ๐‘›)) = ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด))
2420, 23syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘š + ๐‘›)) = ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด))
25 oveq1 7418 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฅ = ๐‘š โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = (๐‘š ยท ๐ด))
26 ovex 7444 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘š ยท ๐ด) โˆˆ V
2725, 6, 26fvmpt 6997 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ (๐นโ€˜๐‘š) = (๐‘š ยท ๐ด))
2827ad2antrl 724 . . . . . . . . . . . 12 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘š) = (๐‘š ยท ๐ด))
29 oveq1 7418 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = (๐‘› ยท ๐ด))
30 ovex 7444 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘› ยท ๐ด) โˆˆ V
3129, 6, 30fvmpt 6997 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐นโ€˜๐‘›) = (๐‘› ยท ๐ด))
3231ad2antll 725 . . . . . . . . . . . 12 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜๐‘›) = (๐‘› ยท ๐ด))
3328, 32oveq12d 7429 . . . . . . . . . . 11 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)) = ((๐‘š ยท ๐ด)(+gโ€˜๐บ)(๐‘› ยท ๐ด)))
3418, 24, 333eqtr4d 2780 . . . . . . . . . 10 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘š + ๐‘›)) = ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)))
35 fnfvelrn 7081 . . . . . . . . . . 11 ((๐น Fn โ„ค โˆง (๐‘š + ๐‘›) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘š + ๐‘›)) โˆˆ ran ๐น)
369, 19, 35syl2an 594 . . . . . . . . . 10 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘š + ๐‘›)) โˆˆ ran ๐น)
3734, 36eqeltrrd 2832 . . . . . . . . 9 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง (๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)) โˆˆ ran ๐น)
3837anassrs 466 . . . . . . . 8 ((((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)) โˆˆ ran ๐น)
3938ralrimiva 3144 . . . . . . 7 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ โˆ€๐‘› โˆˆ โ„ค ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)) โˆˆ ran ๐น)
40 oveq2 7419 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ฃ = (๐นโ€˜๐‘›) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) = ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)))
4140eleq1d 2816 . . . . . . . . . 10 (๐‘ฃ = (๐นโ€˜๐‘›) โ†’ (((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โ†” ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)) โˆˆ ran ๐น))
4241ralrn 7088 . . . . . . . . 9 (๐น Fn โ„ค โ†’ (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โ†” โˆ€๐‘› โˆˆ โ„ค ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)) โˆˆ ran ๐น))
439, 42syl 17 . . . . . . . 8 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โ†” โˆ€๐‘› โˆˆ โ„ค ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)) โˆˆ ran ๐น))
4443adantr 479 . . . . . . 7 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โ†” โˆ€๐‘› โˆˆ โ„ค ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘›)) โˆˆ ran ๐น))
4539, 44mpbird 256 . . . . . 6 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น)
46 eqid 2730 . . . . . . . . . . 11 (invgโ€˜๐บ) = (invgโ€˜๐บ)
471, 2, 46mulgneg 19008 . . . . . . . . . 10 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (-๐‘š ยท ๐ด) = ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐‘š ยท ๐ด)))
48473expa 1116 . . . . . . . . 9 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (-๐‘š ยท ๐ด) = ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐‘š ยท ๐ด)))
4948an32s 648 . . . . . . . 8 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (-๐‘š ยท ๐ด) = ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐‘š ยท ๐ด)))
50 znegcl 12601 . . . . . . . . . 10 (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ -๐‘š โˆˆ โ„ค)
5150adantl 480 . . . . . . . . 9 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ -๐‘š โˆˆ โ„ค)
52 oveq1 7418 . . . . . . . . . 10 (๐‘ฅ = -๐‘š โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = (-๐‘š ยท ๐ด))
53 ovex 7444 . . . . . . . . . 10 (-๐‘š ยท ๐ด) โˆˆ V
5452, 6, 53fvmpt 6997 . . . . . . . . 9 (-๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ (๐นโ€˜-๐‘š) = (-๐‘š ยท ๐ด))
5551, 54syl 17 . . . . . . . 8 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜-๐‘š) = (-๐‘š ยท ๐ด))
5627adantl 480 . . . . . . . . 9 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜๐‘š) = (๐‘š ยท ๐ด))
5756fveq2d 6894 . . . . . . . 8 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)) = ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐‘š ยท ๐ด)))
5849, 55, 573eqtr4d 2780 . . . . . . 7 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜-๐‘š) = ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)))
59 fnfvelrn 7081 . . . . . . . 8 ((๐น Fn โ„ค โˆง -๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜-๐‘š) โˆˆ ran ๐น)
609, 50, 59syl2an 594 . . . . . . 7 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜-๐‘š) โˆˆ ran ๐น)
6158, 60eqeltrrd 2832 . . . . . 6 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)) โˆˆ ran ๐น)
6245, 61jca 510 . . . . 5 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)) โˆˆ ran ๐น))
6362ralrimiva 3144 . . . 4 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ โˆ€๐‘š โˆˆ โ„ค (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)) โˆˆ ran ๐น))
64 oveq1 7418 . . . . . . . . 9 (๐‘ข = (๐นโ€˜๐‘š) โ†’ (๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) = ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ))
6564eleq1d 2816 . . . . . . . 8 (๐‘ข = (๐นโ€˜๐‘š) โ†’ ((๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โ†” ((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น))
6665ralbidv 3175 . . . . . . 7 (๐‘ข = (๐นโ€˜๐‘š) โ†’ (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น(๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โ†” โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น))
67 fveq2 6890 . . . . . . . 8 (๐‘ข = (๐นโ€˜๐‘š) โ†’ ((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) = ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)))
6867eleq1d 2816 . . . . . . 7 (๐‘ข = (๐นโ€˜๐‘š) โ†’ (((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) โˆˆ ran ๐น โ†” ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)) โˆˆ ran ๐น))
6966, 68anbi12d 629 . . . . . 6 (๐‘ข = (๐นโ€˜๐‘š) โ†’ ((โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น(๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) โˆˆ ran ๐น) โ†” (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)) โˆˆ ran ๐น)))
7069ralrn 7088 . . . . 5 (๐น Fn โ„ค โ†’ (โˆ€๐‘ข โˆˆ ran ๐น(โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น(๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) โˆˆ ran ๐น) โ†” โˆ€๐‘š โˆˆ โ„ค (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)) โˆˆ ran ๐น)))
719, 70syl 17 . . . 4 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (โˆ€๐‘ข โˆˆ ran ๐น(โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น(๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) โˆˆ ran ๐น) โ†” โˆ€๐‘š โˆˆ โ„ค (โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น((๐นโ€˜๐‘š)(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)) โˆˆ ran ๐น)))
7263, 71mpbird 256 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ โˆ€๐‘ข โˆˆ ran ๐น(โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น(๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) โˆˆ ran ๐น))
731, 15, 46issubg2 19057 . . . 4 (๐บ โˆˆ Grp โ†’ (ran ๐น โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โ†” (ran ๐น โІ ๐‘‹ โˆง ran ๐น โ‰  โˆ… โˆง โˆ€๐‘ข โˆˆ ran ๐น(โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น(๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) โˆˆ ran ๐น))))
7473adantr 479 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (ran ๐น โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โ†” (ran ๐น โІ ๐‘‹ โˆง ran ๐น โ‰  โˆ… โˆง โˆ€๐‘ข โˆˆ ran ๐น(โˆ€๐‘ฃ โˆˆ ran ๐น(๐‘ข(+gโ€˜๐บ)๐‘ฃ) โˆˆ ran ๐น โˆง ((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) โˆˆ ran ๐น))))
758, 13, 72, 74mpbir3and 1340 . 2 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ran ๐น โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ))
76 oveq1 7418 . . . . . 6 (๐‘ฅ = 1 โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = (1 ยท ๐ด))
77 ovex 7444 . . . . . 6 (1 ยท ๐ด) โˆˆ V
7876, 6, 77fvmpt 6997 . . . . 5 (1 โˆˆ โ„ค โ†’ (๐นโ€˜1) = (1 ยท ๐ด))
7910, 78ax-mp 5 . . . 4 (๐นโ€˜1) = (1 ยท ๐ด)
801, 2mulg1 18997 . . . . 5 (๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ (1 ยท ๐ด) = ๐ด)
8180adantl 480 . . . 4 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (1 ยท ๐ด) = ๐ด)
8279, 81eqtrid 2782 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (๐นโ€˜1) = ๐ด)
8382, 12eqeltrrd 2832 . 2 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ๐ด โˆˆ ran ๐น)
8475, 83jca 510 1 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (ran ๐น โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โˆง ๐ด โˆˆ ran ๐น))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 394   โˆง w3a 1085   = wceq 1539   โˆˆ wcel 2104   โ‰  wne 2938  โˆ€wral 3059   โІ wss 3947  โˆ…c0 4321   โ†ฆ cmpt 5230  ran crn 5676   Fn wfn 6537  โ€˜cfv 6542  (class class class)co 7411  1c1 11113   + caddc 11115  -cneg 11449  โ„คcz 12562  Basecbs 17148  +gcplusg 17201  Grpcgrp 18855  invgcminusg 18856  .gcmg 18986  SubGrpcsubg 19036
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1911  ax-6 1969  ax-7 2009  ax-8 2106  ax-9 2114  ax-10 2135  ax-11 2152  ax-12 2169  ax-ext 2701  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2532  df-eu 2561  df-clab 2708  df-cleq 2722  df-clel 2808  df-nfc 2883  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3474  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  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 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-2 12279  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-fz 13489  df-seq 13971  df-sets 17101  df-slot 17119  df-ndx 17131  df-base 17149  df-ress 17178  df-plusg 17214  df-0g 17391  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-grp 18858  df-minusg 18859  df-mulg 18987  df-subg 19039
This theorem is referenced by:  cycsubg  19123  cycsubgcld  19124  oddvds2  19475  cycsubgcyg  19810
  Copyright terms: Public domain W3C validator