MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  cygznlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem cygznlem3 21124
Description: A cyclic group with ๐‘› elements is isomorphic to โ„ค / ๐‘›โ„ค. (Contributed by Mario Carneiro, 21-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
cygzn.b ๐ต = (Baseโ€˜๐บ)
cygzn.n ๐‘ = if(๐ต โˆˆ Fin, (โ™ฏโ€˜๐ต), 0)
cygzn.y ๐‘Œ = (โ„ค/nโ„คโ€˜๐‘)
cygzn.m ยท = (.gโ€˜๐บ)
cygzn.l ๐ฟ = (โ„คRHomโ€˜๐‘Œ)
cygzn.e ๐ธ = {๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆฃ ran (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†ฆ (๐‘› ยท ๐‘ฅ)) = ๐ต}
cygzn.g (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ CycGrp)
cygzn.x (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ธ)
cygzn.f ๐น = ran (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†ฆ โŸจ(๐ฟโ€˜๐‘š), (๐‘š ยท ๐‘‹)โŸฉ)
Assertion
Ref Expression
cygznlem3 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โ‰ƒ๐‘” ๐‘Œ)
Distinct variable groups:   ๐‘š,๐‘›,๐‘ฅ,๐ต   ๐‘š,๐บ,๐‘›,๐‘ฅ   ยท ,๐‘š,๐‘›,๐‘ฅ   ๐‘š,๐‘Œ,๐‘›,๐‘ฅ   ๐‘š,๐ฟ,๐‘›,๐‘ฅ   ๐‘ฅ,๐‘   ๐œ‘,๐‘š   ๐‘›,๐น,๐‘ฅ   ๐‘š,๐‘‹,๐‘›,๐‘ฅ
Allowed substitution hints:   ๐œ‘(๐‘ฅ,๐‘›)   ๐ธ(๐‘ฅ,๐‘š,๐‘›)   ๐น(๐‘š)   ๐‘(๐‘š,๐‘›)

Proof of Theorem cygznlem3
Dummy variables ๐‘Ž ๐‘ ๐‘– ๐‘— ๐‘ง are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2732 . . . 4 (Baseโ€˜๐‘Œ) = (Baseโ€˜๐‘Œ)
2 cygzn.b . . . 4 ๐ต = (Baseโ€˜๐บ)
3 eqid 2732 . . . 4 (+gโ€˜๐‘Œ) = (+gโ€˜๐‘Œ)
4 eqid 2732 . . . 4 (+gโ€˜๐บ) = (+gโ€˜๐บ)
5 cygzn.n . . . . . 6 ๐‘ = if(๐ต โˆˆ Fin, (โ™ฏโ€˜๐ต), 0)
6 hashcl 14315 . . . . . . . 8 (๐ต โˆˆ Fin โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„•0)
76adantl 482 . . . . . . 7 ((๐œ‘ โˆง ๐ต โˆˆ Fin) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„•0)
8 0nn0 12486 . . . . . . . 8 0 โˆˆ โ„•0
98a1i 11 . . . . . . 7 ((๐œ‘ โˆง ยฌ ๐ต โˆˆ Fin) โ†’ 0 โˆˆ โ„•0)
107, 9ifclda 4563 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ if(๐ต โˆˆ Fin, (โ™ฏโ€˜๐ต), 0) โˆˆ โ„•0)
115, 10eqeltrid 2837 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•0)
12 cygzn.y . . . . . 6 ๐‘Œ = (โ„ค/nโ„คโ€˜๐‘)
1312zncrng 21099 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐‘Œ โˆˆ CRing)
14 crngring 20067 . . . . 5 (๐‘Œ โˆˆ CRing โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Ring)
15 ringgrp 20060 . . . . 5 (๐‘Œ โˆˆ Ring โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Grp)
1611, 13, 14, 154syl 19 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ Grp)
17 cygzn.g . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ CycGrp)
18 cyggrp 19757 . . . . 5 (๐บ โˆˆ CycGrp โ†’ ๐บ โˆˆ Grp)
1917, 18syl 17 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ Grp)
20 cygzn.m . . . . 5 ยท = (.gโ€˜๐บ)
21 cygzn.l . . . . 5 ๐ฟ = (โ„คRHomโ€˜๐‘Œ)
22 cygzn.e . . . . 5 ๐ธ = {๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆฃ ran (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†ฆ (๐‘› ยท ๐‘ฅ)) = ๐ต}
23 cygzn.x . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ธ)
24 cygzn.f . . . . 5 ๐น = ran (๐‘š โˆˆ โ„ค โ†ฆ โŸจ(๐ฟโ€˜๐‘š), (๐‘š ยท ๐‘‹)โŸฉ)
252, 5, 12, 20, 21, 22, 17, 23, 24cygznlem2a 21122 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โŸถ๐ต)
2612, 1, 21znzrhfo 21102 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ โ„•0 โ†’ ๐ฟ:โ„คโ€“ontoโ†’(Baseโ€˜๐‘Œ))
2711, 26syl 17 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐ฟ:โ„คโ€“ontoโ†’(Baseโ€˜๐‘Œ))
28 foelrn 7107 . . . . . . 7 ((๐ฟ:โ„คโ€“ontoโ†’(Baseโ€˜๐‘Œ) โˆง ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)) โ†’ โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–))
2927, 28sylan 580 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)) โ†’ โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–))
30 foelrn 7107 . . . . . . 7 ((๐ฟ:โ„คโ€“ontoโ†’(Baseโ€˜๐‘Œ) โˆง ๐‘ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)) โ†’ โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—))
3127, 30sylan 580 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)) โ†’ โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—))
3229, 31anim12dan 619 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง (๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ) โˆง ๐‘ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))) โ†’ (โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)))
33 reeanv 3226 . . . . . . 7 (โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค (๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†” (โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)))
3419adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐บ โˆˆ Grp)
35 simprl 769 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐‘– โˆˆ โ„ค)
36 simprr 771 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐‘— โˆˆ โ„ค)
372, 20, 22iscyggen 19747 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐‘‹ โˆˆ ๐ธ โ†” (๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ran (๐‘› โˆˆ โ„ค โ†ฆ (๐‘› ยท ๐‘‹)) = ๐ต))
3837simplbi 498 . . . . . . . . . . . . 13 (๐‘‹ โˆˆ ๐ธ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต)
3923, 38syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต)
4039adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต)
412, 20, 4mulgdir 18985 . . . . . . . . . . 11 ((๐บ โˆˆ Grp โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต)) โ†’ ((๐‘– + ๐‘—) ยท ๐‘‹) = ((๐‘– ยท ๐‘‹)(+gโ€˜๐บ)(๐‘— ยท ๐‘‹)))
4234, 35, 36, 40, 41syl13anc 1372 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐‘– + ๐‘—) ยท ๐‘‹) = ((๐‘– ยท ๐‘‹)(+gโ€˜๐บ)(๐‘— ยท ๐‘‹)))
4311, 13syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ CRing)
4421zrhrhm 21060 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐‘Œ โˆˆ Ring โ†’ ๐ฟ โˆˆ (โ„คring RingHom ๐‘Œ))
45 rhmghm 20261 . . . . . . . . . . . . . . 15 (๐ฟ โˆˆ (โ„คring RingHom ๐‘Œ) โ†’ ๐ฟ โˆˆ (โ„คring GrpHom ๐‘Œ))
4643, 14, 44, 454syl 19 . . . . . . . . . . . . . 14 (๐œ‘ โ†’ ๐ฟ โˆˆ (โ„คring GrpHom ๐‘Œ))
4746adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ๐ฟ โˆˆ (โ„คring GrpHom ๐‘Œ))
48 zringbas 21022 . . . . . . . . . . . . . 14 โ„ค = (Baseโ€˜โ„คring)
49 zringplusg 21023 . . . . . . . . . . . . . 14 + = (+gโ€˜โ„คring)
5048, 49, 3ghmlin 19096 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐ฟ โˆˆ (โ„คring GrpHom ๐‘Œ) โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐ฟโ€˜(๐‘– + ๐‘—)) = ((๐ฟโ€˜๐‘–)(+gโ€˜๐‘Œ)(๐ฟโ€˜๐‘—)))
5147, 35, 36, 50syl3anc 1371 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐ฟโ€˜(๐‘– + ๐‘—)) = ((๐ฟโ€˜๐‘–)(+gโ€˜๐‘Œ)(๐ฟโ€˜๐‘—)))
5251fveq2d 6895 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜(๐‘– + ๐‘—))) = (๐นโ€˜((๐ฟโ€˜๐‘–)(+gโ€˜๐‘Œ)(๐ฟโ€˜๐‘—))))
53 zaddcl 12601 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘– + ๐‘—) โˆˆ โ„ค)
542, 5, 12, 20, 21, 22, 17, 23, 24cygznlem2 21123 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– + ๐‘—) โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜(๐‘– + ๐‘—))) = ((๐‘– + ๐‘—) ยท ๐‘‹))
5553, 54sylan2 593 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜(๐‘– + ๐‘—))) = ((๐‘– + ๐‘—) ยท ๐‘‹))
5652, 55eqtr3d 2774 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜((๐ฟโ€˜๐‘–)(+gโ€˜๐‘Œ)(๐ฟโ€˜๐‘—))) = ((๐‘– + ๐‘—) ยท ๐‘‹))
572, 5, 12, 20, 21, 22, 17, 23, 24cygznlem2 21123 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง ๐‘– โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–)) = (๐‘– ยท ๐‘‹))
5857adantrr 715 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–)) = (๐‘– ยท ๐‘‹))
592, 5, 12, 20, 21, 22, 17, 23, 24cygznlem2 21123 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)) = (๐‘— ยท ๐‘‹))
6059adantrl 714 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)) = (๐‘— ยท ๐‘‹))
6158, 60oveq12d 7426 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–))(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—))) = ((๐‘– ยท ๐‘‹)(+gโ€˜๐บ)(๐‘— ยท ๐‘‹)))
6242, 56, 613eqtr4d 2782 . . . . . . . . 9 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ (๐นโ€˜((๐ฟโ€˜๐‘–)(+gโ€˜๐‘Œ)(๐ฟโ€˜๐‘—))) = ((๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–))(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—))))
63 oveq12 7417 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (๐‘Ž(+gโ€˜๐‘Œ)๐‘) = ((๐ฟโ€˜๐‘–)(+gโ€˜๐‘Œ)(๐ฟโ€˜๐‘—)))
6463fveq2d 6895 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘Ž(+gโ€˜๐‘Œ)๐‘)) = (๐นโ€˜((๐ฟโ€˜๐‘–)(+gโ€˜๐‘Œ)(๐ฟโ€˜๐‘—))))
65 fveq2 6891 . . . . . . . . . . 11 (๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โ†’ (๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–)))
66 fveq2 6891 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—) โ†’ (๐นโ€˜๐‘) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)))
6765, 66oveqan12d 7427 . . . . . . . . . 10 ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘Ž)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘)) = ((๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–))(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—))))
6864, 67eqeq12d 2748 . . . . . . . . 9 ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ ((๐นโ€˜(๐‘Ž(+gโ€˜๐‘Œ)๐‘)) = ((๐นโ€˜๐‘Ž)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘)) โ†” (๐นโ€˜((๐ฟโ€˜๐‘–)(+gโ€˜๐‘Œ)(๐ฟโ€˜๐‘—))) = ((๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–))(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)))))
6962, 68syl5ibrcom 246 . . . . . . . 8 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘Ž(+gโ€˜๐‘Œ)๐‘)) = ((๐นโ€˜๐‘Ž)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘))))
7069rexlimdvva 3211 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค (๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘Ž(+gโ€˜๐‘Œ)๐‘)) = ((๐นโ€˜๐‘Ž)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘))))
7133, 70biimtrrid 242 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ ((โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘Ž(+gโ€˜๐‘Œ)๐‘)) = ((๐นโ€˜๐‘Ž)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘))))
7271imp 407 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง (โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—))) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘Ž(+gโ€˜๐‘Œ)๐‘)) = ((๐นโ€˜๐‘Ž)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘)))
7332, 72syldan 591 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง (๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ) โˆง ๐‘ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))) โ†’ (๐นโ€˜(๐‘Ž(+gโ€˜๐‘Œ)๐‘)) = ((๐นโ€˜๐‘Ž)(+gโ€˜๐บ)(๐นโ€˜๐‘)))
741, 2, 3, 4, 16, 19, 25, 73isghmd 19100 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ (๐‘Œ GrpHom ๐บ))
7558, 60eqeq12d 2748 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–)) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†” (๐‘– ยท ๐‘‹) = (๐‘— ยท ๐‘‹)))
762, 5, 12, 20, 21, 22, 17, 23cygznlem1 21121 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐ฟโ€˜๐‘–) = (๐ฟโ€˜๐‘—) โ†” (๐‘– ยท ๐‘‹) = (๐‘— ยท ๐‘‹)))
7775, 76bitr4d 281 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–)) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†” (๐ฟโ€˜๐‘–) = (๐ฟโ€˜๐‘—)))
7877biimpd 228 . . . . . . . . . . 11 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–)) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (๐ฟโ€˜๐‘–) = (๐ฟโ€˜๐‘—)))
7965, 66eqeqan12d 2746 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†” (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–)) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—))))
80 eqeq12 2749 . . . . . . . . . . . 12 ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (๐‘Ž = ๐‘ โ†” (๐ฟโ€˜๐‘–) = (๐ฟโ€˜๐‘—)))
8179, 80imbi12d 344 . . . . . . . . . . 11 ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†’ ๐‘Ž = ๐‘) โ†” ((๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘–)) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ (๐ฟโ€˜๐‘–) = (๐ฟโ€˜๐‘—))))
8278, 81syl5ibrcom 246 . . . . . . . . . 10 ((๐œ‘ โˆง (๐‘– โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค)) โ†’ ((๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†’ ๐‘Ž = ๐‘)))
8382rexlimdvva 3211 . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ (โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค (๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†’ ๐‘Ž = ๐‘)))
8433, 83biimtrrid 242 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—)) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†’ ๐‘Ž = ๐‘)))
8584imp 407 . . . . . . 7 ((๐œ‘ โˆง (โˆƒ๐‘– โˆˆ โ„ค ๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘–) โˆง โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ = (๐ฟโ€˜๐‘—))) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†’ ๐‘Ž = ๐‘))
8632, 85syldan 591 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง (๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ) โˆง ๐‘ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))) โ†’ ((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†’ ๐‘Ž = ๐‘))
8786ralrimivva 3200 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)โˆ€๐‘ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†’ ๐‘Ž = ๐‘))
88 dff13 7253 . . . . 5 (๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“1-1โ†’๐ต โ†” (๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โŸถ๐ต โˆง โˆ€๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)โˆ€๐‘ โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)((๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜๐‘) โ†’ ๐‘Ž = ๐‘)))
8925, 87, 88sylanbrc 583 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“1-1โ†’๐ต)
902, 20, 22iscyggen2 19748 . . . . . . . . 9 (๐บ โˆˆ Grp โ†’ (๐‘‹ โˆˆ ๐ธ โ†” (๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘› ยท ๐‘‹))))
9119, 90syl 17 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ (๐‘‹ โˆˆ ๐ธ โ†” (๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘› ยท ๐‘‹))))
9223, 91mpbid 231 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘› ยท ๐‘‹)))
9392simprd 496 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘› ยท ๐‘‹))
94 oveq1 7415 . . . . . . . . . 10 (๐‘› = ๐‘— โ†’ (๐‘› ยท ๐‘‹) = (๐‘— ยท ๐‘‹))
9594eqeq2d 2743 . . . . . . . . 9 (๐‘› = ๐‘— โ†’ (๐‘ง = (๐‘› ยท ๐‘‹) โ†” ๐‘ง = (๐‘— ยท ๐‘‹)))
9695cbvrexvw 3235 . . . . . . . 8 (โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘› ยท ๐‘‹) โ†” โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘— ยท ๐‘‹))
9727adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐ฟ:โ„คโ€“ontoโ†’(Baseโ€˜๐‘Œ))
98 fof 6805 . . . . . . . . . . . . 13 (๐ฟ:โ„คโ€“ontoโ†’(Baseโ€˜๐‘Œ) โ†’ ๐ฟ:โ„คโŸถ(Baseโ€˜๐‘Œ))
9997, 98syl 17 . . . . . . . . . . . 12 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โ†’ ๐ฟ:โ„คโŸถ(Baseโ€˜๐‘Œ))
10099ffvelcdmda 7086 . . . . . . . . . . 11 (((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐ฟโ€˜๐‘—) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ))
10159adantlr 713 . . . . . . . . . . . 12 (((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)) = (๐‘— ยท ๐‘‹))
102101eqcomd 2738 . . . . . . . . . . 11 (((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘— ยท ๐‘‹) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)))
103 fveq2 6891 . . . . . . . . . . . 12 (๐‘Ž = (๐ฟโ€˜๐‘—) โ†’ (๐นโ€˜๐‘Ž) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—)))
104103rspceeqv 3633 . . . . . . . . . . 11 (((๐ฟโ€˜๐‘—) โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ) โˆง (๐‘— ยท ๐‘‹) = (๐นโ€˜(๐ฟโ€˜๐‘—))) โ†’ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)(๐‘— ยท ๐‘‹) = (๐นโ€˜๐‘Ž))
105100, 102, 104syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 (((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค) โ†’ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)(๐‘— ยท ๐‘‹) = (๐นโ€˜๐‘Ž))
106 eqeq1 2736 . . . . . . . . . . 11 (๐‘ง = (๐‘— ยท ๐‘‹) โ†’ (๐‘ง = (๐นโ€˜๐‘Ž) โ†” (๐‘— ยท ๐‘‹) = (๐นโ€˜๐‘Ž)))
107106rexbidv 3178 . . . . . . . . . 10 (๐‘ง = (๐‘— ยท ๐‘‹) โ†’ (โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)๐‘ง = (๐นโ€˜๐‘Ž) โ†” โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)(๐‘— ยท ๐‘‹) = (๐นโ€˜๐‘Ž)))
108105, 107syl5ibrcom 246 . . . . . . . . 9 (((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โˆง ๐‘— โˆˆ โ„ค) โ†’ (๐‘ง = (๐‘— ยท ๐‘‹) โ†’ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)๐‘ง = (๐นโ€˜๐‘Ž)))
109108rexlimdva 3155 . . . . . . . 8 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โ†’ (โˆƒ๐‘— โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘— ยท ๐‘‹) โ†’ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)๐‘ง = (๐นโ€˜๐‘Ž)))
11096, 109biimtrid 241 . . . . . . 7 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต) โ†’ (โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘› ยท ๐‘‹) โ†’ โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)๐‘ง = (๐นโ€˜๐‘Ž)))
111110ralimdva 3167 . . . . . 6 (๐œ‘ โ†’ (โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆƒ๐‘› โˆˆ โ„ค ๐‘ง = (๐‘› ยท ๐‘‹) โ†’ โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)๐‘ง = (๐นโ€˜๐‘Ž)))
11293, 111mpd 15 . . . . 5 (๐œ‘ โ†’ โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)๐‘ง = (๐นโ€˜๐‘Ž))
113 dffo3 7103 . . . . 5 (๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“ontoโ†’๐ต โ†” (๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โŸถ๐ต โˆง โˆ€๐‘ง โˆˆ ๐ต โˆƒ๐‘Ž โˆˆ (Baseโ€˜๐‘Œ)๐‘ง = (๐นโ€˜๐‘Ž)))
11425, 112, 113sylanbrc 583 . . . 4 (๐œ‘ โ†’ ๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“ontoโ†’๐ต)
115 df-f1o 6550 . . . 4 (๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“1-1-ontoโ†’๐ต โ†” (๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“1-1โ†’๐ต โˆง ๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“ontoโ†’๐ต))
11689, 114, 115sylanbrc 583 . . 3 (๐œ‘ โ†’ ๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“1-1-ontoโ†’๐ต)
1171, 2isgim 19135 . . 3 (๐น โˆˆ (๐‘Œ GrpIso ๐บ) โ†” (๐น โˆˆ (๐‘Œ GrpHom ๐บ) โˆง ๐น:(Baseโ€˜๐‘Œ)โ€“1-1-ontoโ†’๐ต))
11874, 116, 117sylanbrc 583 . 2 (๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ (๐‘Œ GrpIso ๐บ))
119 brgici 19143 . 2 (๐น โˆˆ (๐‘Œ GrpIso ๐บ) โ†’ ๐‘Œ โ‰ƒ๐‘” ๐บ)
120 gicsym 19147 . 2 (๐‘Œ โ‰ƒ๐‘” ๐บ โ†’ ๐บ โ‰ƒ๐‘” ๐‘Œ)
121118, 119, 1203syl 18 1 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โ‰ƒ๐‘” ๐‘Œ)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 396   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106  โˆ€wral 3061  โˆƒwrex 3070  {crab 3432  ifcif 4528  โŸจcop 4634   class class class wbr 5148   โ†ฆ cmpt 5231  ran crn 5677  โŸถwf 6539  โ€“1-1โ†’wf1 6540  โ€“ontoโ†’wfo 6541  โ€“1-1-ontoโ†’wf1o 6542  โ€˜cfv 6543  (class class class)co 7408  Fincfn 8938  0cc0 11109   + caddc 11112  โ„•0cn0 12471  โ„คcz 12557  โ™ฏchash 14289  Basecbs 17143  +gcplusg 17196  Grpcgrp 18818  .gcmg 18949   GrpHom cghm 19088   GrpIso cgim 19130   โ‰ƒ๐‘” cgic 19131  CycGrpccyg 19744  Ringcrg 20055  CRingccrg 20056   RingHom crh 20247  โ„คringczring 21016  โ„คRHomczrh 21048  โ„ค/nโ„คczn 21051
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-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7724  ax-inf2 9635  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186  ax-pre-sup 11187  ax-addf 11188  ax-mulf 11189
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 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-se 5632  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-tpos 8210  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-oadd 8469  df-omul 8470  df-er 8702  df-ec 8704  df-qs 8708  df-map 8821  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-sup 9436  df-inf 9437  df-oi 9504  df-card 9933  df-acn 9936  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-div 11871  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-rp 12974  df-fz 13484  df-fl 13756  df-mod 13834  df-seq 13966  df-exp 14027  df-hash 14290  df-cj 15045  df-re 15046  df-im 15047  df-sqrt 15181  df-abs 15182  df-dvds 16197  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-starv 17211  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-unif 17219  df-0g 17386  df-imas 17453  df-qus 17454  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-mhm 18670  df-grp 18821  df-minusg 18822  df-sbg 18823  df-mulg 18950  df-subg 19002  df-nsg 19003  df-eqg 19004  df-ghm 19089  df-gim 19132  df-gic 19133  df-od 19395  df-cmn 19649  df-abl 19650  df-cyg 19745  df-mgp 19987  df-ur 20004  df-ring 20057  df-cring 20058  df-oppr 20149  df-dvdsr 20170  df-rnghom 20250  df-subrg 20316  df-lmod 20472  df-lss 20542  df-lsp 20582  df-sra 20784  df-rgmod 20785  df-lidl 20786  df-rsp 20787  df-2idl 20856  df-cnfld 20944  df-zring 21017  df-zrh 21052  df-zn 21055
This theorem is referenced by:  cygzn  21125
  Copyright terms: Public domain W3C validator