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

Theorem cycsubgcl 19077
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 18965 . . . . . . 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 1118 . . . . . 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 650 . . . . 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 7110 . . . 4 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ๐น:โ„คโŸถ๐‘‹)
87frnd 6722 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ran ๐น โŠ† ๐‘‹)
97ffnd 6715 . . . . 5 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ๐น Fn โ„ค)
10 1z 12588 . . . . 5 1 โˆˆ โ„ค
11 fnfvelrn 7079 . . . . 5 ((๐น Fn โ„ค โˆง 1 โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜1) โˆˆ ran ๐น)
129, 10, 11sylancl 586 . . . 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 1089 . . . . . . . . . . . . 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 2732 . . . . . . . . . . . . . 14 (+gโ€˜๐บ) = (+gโ€˜๐บ)
161, 2, 15mulgdir 18980 . . . . . . . . . . . . 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 595 . . . . . . . . . . . 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 653 . . . . . . . . . . 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 12598 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘š โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘› โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘š + ๐‘›) โˆˆ โ„ค)
2019adantl 482 . . . . . . . . . . . 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 7412 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘ฅ = (๐‘š + ๐‘›) โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด))
22 ovex 7438 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐‘š + ๐‘›) ยท ๐ด) โˆˆ V
2321, 6, 22fvmpt 6995 . . . . . . . . . . . 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 7412 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฅ = ๐‘š โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = (๐‘š ยท ๐ด))
26 ovex 7438 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘š ยท ๐ด) โˆˆ V
2725, 6, 26fvmpt 6995 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ (๐นโ€˜๐‘š) = (๐‘š ยท ๐ด))
2827ad2antrl 726 . . . . . . . . . . . 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 7412 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘ฅ = ๐‘› โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = (๐‘› ยท ๐ด))
30 ovex 7438 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘› ยท ๐ด) โˆˆ V
3129, 6, 30fvmpt 6995 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†’ (๐นโ€˜๐‘›) = (๐‘› ยท ๐ด))
3231ad2antll 727 . . . . . . . . . . . 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 7423 . . . . . . . . . . 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 2782 . . . . . . . . . 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 7079 . . . . . . . . . . 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 596 . . . . . . . . . 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 2834 . . . . . . . . 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 468 . . . . . . . 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 3146 . . . . . . 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 7413 . . . . . . . . . . 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 2818 . . . . . . . . . 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 7086 . . . . . . . . 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 481 . . . . . . 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 2732 . . . . . . . . . . 11 (invgโ€˜๐บ) = (invgโ€˜๐บ)
471, 2, 46mulgneg 18966 . . . . . . . . . 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 1118 . . . . . . . . 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 650 . . . . . . . 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 12593 . . . . . . . . . 10 (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†’ -๐‘š โˆˆ โ„ค)
5150adantl 482 . . . . . . . . 9 (((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โˆง ๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ -๐‘š โˆˆ โ„ค)
52 oveq1 7412 . . . . . . . . . 10 (๐‘ฅ = -๐‘š โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = (-๐‘š ยท ๐ด))
53 ovex 7438 . . . . . . . . . 10 (-๐‘š ยท ๐ด) โˆˆ V
5452, 6, 53fvmpt 6995 . . . . . . . . 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 482 . . . . . . . . 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 6892 . . . . . . . 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 2782 . . . . . . 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 7079 . . . . . . . 8 ((๐น Fn โ„ค โˆง -๐‘š โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜-๐‘š) โˆˆ ran ๐น)
609, 50, 59syl2an 596 . . . . . . 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 2834 . . . . . 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 512 . . . . 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 3146 . . . 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 7412 . . . . . . . . 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 2818 . . . . . . . 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 3177 . . . . . . 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 6888 . . . . . . . 8 (๐‘ข = (๐นโ€˜๐‘š) โ†’ ((invgโ€˜๐บ)โ€˜๐‘ข) = ((invgโ€˜๐บ)โ€˜(๐นโ€˜๐‘š)))
6867eleq1d 2818 . . . . . . 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 631 . . . . . 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 7086 . . . . 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 19015 . . . 4 (๐บ โˆˆ Grp โ†’ (ran ๐น โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โ†” (ran ๐น โŠ† 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 481 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (ran ๐น โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ) โ†” (ran ๐น โŠ† 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 1342 . 2 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ran ๐น โˆˆ (SubGrpโ€˜๐บ))
76 oveq1 7412 . . . . . 6 (๐‘ฅ = 1 โ†’ (๐‘ฅ ยท ๐ด) = (1 ยท ๐ด))
77 ovex 7438 . . . . . 6 (1 ยท ๐ด) โˆˆ V
7876, 6, 77fvmpt 6995 . . . . 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 18955 . . . . 5 (๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ (1 ยท ๐ด) = ๐ด)
8180adantl 482 . . . 4 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (1 ยท ๐ด) = ๐ด)
8279, 81eqtrid 2784 . . 3 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ (๐นโ€˜1) = ๐ด)
8382, 12eqeltrrd 2834 . 2 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹) โ†’ ๐ด โˆˆ ran ๐น)
8475, 83jca 512 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 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940  โˆ€wral 3061   โŠ† wss 3947  โˆ…c0 4321   โ†ฆ cmpt 5230  ran crn 5676   Fn wfn 6535  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  1c1 11107   + caddc 11109  -cneg 11441  โ„คcz 12554  Basecbs 17140  +gcplusg 17193  Grpcgrp 18815  invgcminusg 18816  .gcmg 18944  SubGrpcsubg 18994
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  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 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-fz 13481  df-seq 13963  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-0g 17383  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-mulg 18945  df-subg 18997
This theorem is referenced by:  cycsubg  19079  cycsubgcld  19080  oddvds2  19428  cycsubgcyg  19763
  Copyright terms: Public domain W3C validator