Theorem cyggic 20721

Description: Cyclic groups are isomorphic precisely when they have the same order. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
cygctb.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
cygctb.c	⊢ 𝐶 = (Base‘𝐻)

Assertion

Ref	Expression
cyggic	⊢ ((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) → (𝐺 ≃𝑔 𝐻 ↔ 𝐵 ≈ 𝐶))

Proof of Theorem cyggic

Step	Hyp	Ref	Expression
1		cygctb.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
2		cygctb.c	. . 3 ⊢ 𝐶 = (Base‘𝐻)
3	1, 2	gicen 18419	. 2 ⊢ (𝐺 ≃𝑔 𝐻 → 𝐵 ≈ 𝐶)
4		eqid 2823	. . . . . 6 ⊢ if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0) = if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0)
5		eqid 2823	. . . . . 6 ⊢ (ℤ/nℤ‘if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0)) = (ℤ/nℤ‘if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0))
6	1, 4, 5	cygzn 20719	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ CycGrp → 𝐺 ≃𝑔 (ℤ/nℤ‘if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0)))
7	6	ad2antrr 724	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → 𝐺 ≃𝑔 (ℤ/nℤ‘if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0)))
8		enfi 8736	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ≈ 𝐶 → (𝐵 ∈ Fin ↔ 𝐶 ∈ Fin))
9	8	adantl 484	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → (𝐵 ∈ Fin ↔ 𝐶 ∈ Fin))
10		hasheni 13711	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐵 ≈ 𝐶 → (♯‘𝐵) = (♯‘𝐶))
11	10	adantl 484	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → (♯‘𝐵) = (♯‘𝐶))
12	9, 11	ifbieq1d 4492	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0) = if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0))
13	12	fveq2d 6676	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → (ℤ/nℤ‘if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0)) = (ℤ/nℤ‘if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0)))
14		eqid 2823	. . . . . . . 8 ⊢ if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0) = if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0)
15		eqid 2823	. . . . . . . 8 ⊢ (ℤ/nℤ‘if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0)) = (ℤ/nℤ‘if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0))
16	2, 14, 15	cygzn 20719	. . . . . . 7 ⊢ (𝐻 ∈ CycGrp → 𝐻 ≃𝑔 (ℤ/nℤ‘if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0)))
17	16	ad2antlr 725	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → 𝐻 ≃𝑔 (ℤ/nℤ‘if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0)))
18		gicsym 18416	. . . . . 6 ⊢ (𝐻 ≃𝑔 (ℤ/nℤ‘if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0)) → (ℤ/nℤ‘if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0)) ≃𝑔 𝐻)
19	17, 18	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → (ℤ/nℤ‘if(𝐶 ∈ Fin, (♯‘𝐶), 0)) ≃𝑔 𝐻)
20	13, 19	eqbrtrd 5090	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → (ℤ/nℤ‘if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0)) ≃𝑔 𝐻)
21		gictr 18417	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ≃𝑔 (ℤ/nℤ‘if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0)) ∧ (ℤ/nℤ‘if(𝐵 ∈ Fin, (♯‘𝐵), 0)) ≃𝑔 𝐻) → 𝐺 ≃𝑔 𝐻)
22	7, 20, 21	syl2anc 586	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) ∧ 𝐵 ≈ 𝐶) → 𝐺 ≃𝑔 𝐻)
23	22	ex 415	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) → (𝐵 ≈ 𝐶 → 𝐺 ≃𝑔 𝐻))
24	3, 23	impbid2 228	1 ⊢ ((𝐺 ∈ CycGrp ∧ 𝐻 ∈ CycGrp) → (𝐺 ≃𝑔 𝐻 ↔ 𝐵 ≈ 𝐶))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  ifcif 4469   class class class wbr 5068  ‘cfv 6357   ≈ cen 8508  Fincfn 8511  0cc0 10539  ♯chash 13693  Basecbs 16485   ≃_𝑔 cgic 18400  CycGrpccyg 18998  ℤ/nℤczn 20652

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 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-inf2 9106  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616  ax-pre-sup 10617  ax-addf 10618  ax-mulf 10619

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 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-se 5517  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-isom 6366  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-tpos 7894  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-oadd 8108  df-omul 8109  df-er 8291  df-ec 8293  df-qs 8297  df-map 8410  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-sup 8908  df-inf 8909  df-oi 8976  df-card 9370  df-acn 9373  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-div 11300  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-4 11705  df-5 11706  df-6 11707  df-7 11708  df-8 11709  df-9 11710  df-n0 11901  df-z 11985  df-dec 12102  df-uz 12247  df-rp 12393  df-fz 12896  df-fl 13165  df-mod 13241  df-seq 13373  df-exp 13433  df-hash 13694  df-cj 14460  df-re 14461  df-im 14462  df-sqrt 14596  df-abs 14597  df-dvds 15610  df-struct 16487  df-ndx 16488  df-slot 16489  df-base 16491  df-sets 16492  df-ress 16493  df-plusg 16580  df-mulr 16581  df-starv 16582  df-sca 16583  df-vsca 16584  df-ip 16585  df-tset 16586  df-ple 16587  df-ds 16589  df-unif 16590  df-0g 16717  df-imas 16783  df-qus 16784  df-mgm 17854  df-sgrp 17903  df-mnd 17914  df-mhm 17958  df-grp 18108  df-minusg 18109  df-sbg 18110  df-mulg 18227  df-subg 18278  df-nsg 18279  df-eqg 18280  df-ghm 18358  df-gim 18401  df-gic 18402  df-od 18658  df-cmn 18910  df-abl 18911  df-cyg 18999  df-mgp 19242  df-ur 19254  df-ring 19301  df-cring 19302  df-oppr 19375  df-dvdsr 19393  df-rnghom 19469  df-subrg 19535  df-lmod 19638  df-lss 19706  df-lsp 19746  df-sra 19946  df-rgmod 19947  df-lidl 19948  df-rsp 19949  df-2idl 20007  df-cnfld 20548  df-zring 20620  df-zrh 20653  df-zn 20656

This theorem is referenced by: (None)