Theorem gexdvds 19366

Description: The only 𝑁 that annihilate all the elements of the group are the multiples of the group exponent. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
gexcl.1	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
gexcl.2	⊢ 𝐸 = (gEx‘𝐺)
gexid.3	⊢ · = (.g‘𝐺)
gexid.4	⊢ 0 = (0g‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
gexdvds	⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))

Distinct variable groups:   𝑥,𝐸   𝑥,𝐺   𝑥,𝑁   𝑥,𝑋   𝑥, 0   𝑥, ·

Proof of Theorem gexdvds

Dummy variable 𝑦 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		gexcl.1	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
2		gexcl.2	. . . . . 6 ⊢ 𝐸 = (gEx‘𝐺)
3		gexid.3	. . . . . 6 ⊢ · = (.g‘𝐺)
4		gexid.4	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘𝐺)
5	1, 2, 3, 4	gexdvdsi 19365	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∥ 𝑁) → (𝑁 · 𝑥) = 0 )
6	5	3expia 1121	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐸 ∥ 𝑁 → (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
7	6	ralrimdva 3151	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (𝐸 ∥ 𝑁 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
8	7	adantr 481	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐸 ∥ 𝑁 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
9		noel 4290	. . . . . . 7 ⊢ ¬ (abs‘𝑁) ∈ ∅
10		simprr 771	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)
11	10	eleq2d 2823	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → ((abs‘𝑁) ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } ↔ (abs‘𝑁) ∈ ∅))
12		oveq1 7364	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = (abs‘𝑁) → (𝑦 · 𝑥) = ((abs‘𝑁) · 𝑥))
13	12	eqeq1d 2738	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = (abs‘𝑁) → ((𝑦 · 𝑥) = 0 ↔ ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ))
14	13	ralbidv 3174	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑦 = (abs‘𝑁) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ))
15	14	elrab 3645	. . . . . . . . 9 ⊢ ((abs‘𝑁) ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } ↔ ((abs‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ))
16	11, 15	bitr3di 285	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → ((abs‘𝑁) ∈ ∅ ↔ ((abs‘𝑁) ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 )))
17	16	rbaibd 541	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ) → ((abs‘𝑁) ∈ ∅ ↔ (abs‘𝑁) ∈ ℕ))
18	9, 17	mtbii 325	. . . . . 6 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ) → ¬ (abs‘𝑁) ∈ ℕ)
19	18	ex 413	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 → ¬ (abs‘𝑁) ∈ ℕ))
20		nn0abscl 15197	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (abs‘𝑁) ∈ ℕ0)
21	20	ad2antlr 725	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (abs‘𝑁) ∈ ℕ0)
22		elnn0 12415	. . . . . . 7 ⊢ ((abs‘𝑁) ∈ ℕ0 ↔ ((abs‘𝑁) ∈ ℕ ∨ (abs‘𝑁) = 0))
23	21, 22	sylib 217	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → ((abs‘𝑁) ∈ ℕ ∨ (abs‘𝑁) = 0))
24	23	ord 862	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (¬ (abs‘𝑁) ∈ ℕ → (abs‘𝑁) = 0))
25	19, 24	syld 47	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 → (abs‘𝑁) = 0))
26		simpr 485	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (abs‘𝑁) = 𝑁) → (abs‘𝑁) = 𝑁)
27	26	oveq1d 7372	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (abs‘𝑁) = 𝑁) → ((abs‘𝑁) · 𝑥) = (𝑁 · 𝑥))
28	27	eqeq1d 2738	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (abs‘𝑁) = 𝑁) → (((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
29		oveq1 7364	. . . . . . . . 9 ⊢ ((abs‘𝑁) = -𝑁 → ((abs‘𝑁) · 𝑥) = (-𝑁 · 𝑥))
30	29	eqeq1d 2738	. . . . . . . 8 ⊢ ((abs‘𝑁) = -𝑁 → (((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ (-𝑁 · 𝑥) = 0 ))
31		eqid 2736	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (invg‘𝐺) = (invg‘𝐺)
32	1, 3, 31	mulgneg 18894	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (-𝑁 · 𝑥) = ((invg‘𝐺)‘(𝑁 · 𝑥)))
33	32	3expa 1118	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (-𝑁 · 𝑥) = ((invg‘𝐺)‘(𝑁 · 𝑥)))
34	4, 31	grpinvid 18808	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → ((invg‘𝐺)‘ 0 ) = 0 )
35	34	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((invg‘𝐺)‘ 0 ) = 0 )
36	35	eqcomd 2742	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 = ((invg‘𝐺)‘ 0 ))
37	33, 36	eqeq12d 2752	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((-𝑁 · 𝑥) = 0 ↔ ((invg‘𝐺)‘(𝑁 · 𝑥)) = ((invg‘𝐺)‘ 0 )))
38		simpll 765	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐺 ∈ Grp)
39	1, 3	mulgcl 18893	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑁 · 𝑥) ∈ 𝑋)
40	39	3expa 1118	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑁 · 𝑥) ∈ 𝑋)
41	1, 4	grpidcl 18778	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → 0 ∈ 𝑋)
42	41	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ∈ 𝑋)
43	1, 31, 38, 40, 42	grpinv11 18816	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((invg‘𝐺)‘(𝑁 · 𝑥)) = ((invg‘𝐺)‘ 0 ) ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
44	37, 43	bitrd 278	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((-𝑁 · 𝑥) = 0 ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
45	30, 44	sylan9bbr 511	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (abs‘𝑁) = -𝑁) → (((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
46		zre 12503	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
47	46	ad2antlr 725	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑁 ∈ ℝ)
48	47	absord 15300	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘𝑁) = 𝑁 ∨ (abs‘𝑁) = -𝑁))
49	28, 45, 48	mpjaodan 957	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
50	49	ralbidva 3172	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
51	50	adantr 481	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
52		0dvds 16159	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (0 ∥ 𝑁 ↔ 𝑁 = 0))
53	52	ad2antlr 725	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (0 ∥ 𝑁 ↔ 𝑁 = 0))
54		simprl 769	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → 𝐸 = 0)
55	54	breq1d 5115	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ 0 ∥ 𝑁))
56		zcn 12504	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
57	56	ad2antlr 725	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → 𝑁 ∈ ℂ)
58	57	abs00ad 15175	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → ((abs‘𝑁) = 0 ↔ 𝑁 = 0))
59	53, 55, 58	3bitr4rd 311	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → ((abs‘𝑁) = 0 ↔ 𝐸 ∥ 𝑁))
60	25, 51, 59	3imtr3d 292	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → 𝐸 ∥ 𝑁))
61		elrabi 3639	. . . 4 ⊢ (𝐸 ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } → 𝐸 ∈ ℕ)
62	46	adantl 482	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℝ)
63		nnrp 12926	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐸 ∈ ℕ → 𝐸 ∈ ℝ+)
64		modval 13776	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐸 ∈ ℝ+) → (𝑁 mod 𝐸) = (𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))))
65	62, 63, 64	syl2an 596	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) = (𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))))
66	65	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → (𝑁 mod 𝐸) = (𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))))
67	66	oveq1d 7372	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = ((𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))) · 𝑥))
68		simplll 773	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝐺 ∈ Grp)
69		simpllr 774	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝑁 ∈ ℤ)
70		nnz 12520	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐸 ∈ ℕ → 𝐸 ∈ ℤ)
71	70	ad2antlr 725	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝐸 ∈ ℤ)
72		rerpdivcl 12945	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐸 ∈ ℝ+) → (𝑁 / 𝐸) ∈ ℝ)
73	62, 63, 72	syl2an 596	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 / 𝐸) ∈ ℝ)
74	73	flcld 13703	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 / 𝐸)) ∈ ℤ)
75	74	adantr 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → (⌊‘(𝑁 / 𝐸)) ∈ ℤ)
76	71, 75	zmulcld 12613	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) ∈ ℤ)
77		simprl 769	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝑥 ∈ 𝑋)
78		eqid 2736	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (-g‘𝐺) = (-g‘𝐺)
79	1, 3, 78	mulgsubdir 18916	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋)) → ((𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))) · 𝑥) = ((𝑁 · 𝑥)(-g‘𝐺)((𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) · 𝑥)))
80	68, 69, 76, 77, 79	syl13anc 1372	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))) · 𝑥) = ((𝑁 · 𝑥)(-g‘𝐺)((𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) · 𝑥)))
81		simprr 771	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → (𝑁 · 𝑥) = 0 )
82		dvdsmul1 16160	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐸 ∈ ℤ ∧ (⌊‘(𝑁 / 𝐸)) ∈ ℤ) → 𝐸 ∥ (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))))
83	71, 75, 82	syl2anc 584	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝐸 ∥ (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))))
84	1, 2, 3, 4	gexdvdsi 19365	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∥ (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))) → ((𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) · 𝑥) = 0 )
85	68, 77, 83, 84	syl3anc 1371	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) · 𝑥) = 0 )
86	81, 85	oveq12d 7375	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝑁 · 𝑥)(-g‘𝐺)((𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) · 𝑥)) = ( 0 (-g‘𝐺) 0 ))
87		simpll 765	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → 𝐺 ∈ Grp)
88	1, 4, 78	grpsubid 18831	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 0 ∈ 𝑋) → ( 0 (-g‘𝐺) 0 ) = 0 )
89	87, 41, 88	syl2anc2 585	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → ( 0 (-g‘𝐺) 0 ) = 0 )
90	89	adantr 481	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ( 0 (-g‘𝐺) 0 ) = 0 )
91	86, 90	eqtrd 2776	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝑁 · 𝑥)(-g‘𝐺)((𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) · 𝑥)) = 0 )
92	67, 80, 91	3eqtrd 2780	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 )
93	92	expr 457	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑁 · 𝑥) = 0 → ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ))
94	93	ralimdva 3164	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ))
95		modlt 13785	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐸 ∈ ℝ+) → (𝑁 mod 𝐸) < 𝐸)
96	62, 63, 95	syl2an 596	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) < 𝐸)
97		zmodcl 13796	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ0)
98	97	adantll 712	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ0)
99	98	nn0red 12474	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℝ)
100		nnre 12160	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐸 ∈ ℕ → 𝐸 ∈ ℝ)
101	100	adantl 482	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → 𝐸 ∈ ℝ)
102	99, 101	ltnled 11302	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → ((𝑁 mod 𝐸) < 𝐸 ↔ ¬ 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸)))
103	96, 102	mpbid 231	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → ¬ 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸))
104	1, 2, 3, 4	gexlem2 19364	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ) → 𝐸 ∈ (1...(𝑁 mod 𝐸)))
105		elfzle2 13445	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐸 ∈ (1...(𝑁 mod 𝐸)) → 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸))
106	104, 105	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ) → 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸))
107	106	3expia 1121	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 → 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸)))
108	107	impancom 452	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ) → ((𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ → 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸)))
109	108	con3d 152	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ) → (¬ 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸) → ¬ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ))
110	109	ex 413	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 → (¬ 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸) → ¬ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ)))
111	110	ad2antrr 724	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 → (¬ 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸) → ¬ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ)))
112	103, 111	mpid 44	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 → ¬ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ))
113		elnn0 12415	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ ∨ (𝑁 mod 𝐸) = 0))
114	98, 113	sylib 217	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → ((𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ ∨ (𝑁 mod 𝐸) = 0))
115	114	ord 862	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (¬ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ → (𝑁 mod 𝐸) = 0))
116	94, 112, 115	3syld 60	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → (𝑁 mod 𝐸) = 0))
117		simpr 485	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → 𝐸 ∈ ℕ)
118		simplr 767	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℤ)
119		dvdsval3 16140	. . . . . 6 ⊢ ((𝐸 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 mod 𝐸) = 0))
120	117, 118, 119	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 mod 𝐸) = 0))
121	116, 120	sylibrd 258	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → 𝐸 ∥ 𝑁))
122	61, 121	sylan2 593	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 }) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → 𝐸 ∥ 𝑁))
123		eqid 2736	. . . . 5 ⊢ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 }
124	1, 3, 4, 2, 123	gexlem1 19361	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → ((𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅) ∨ 𝐸 ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 }))
125	124	adantr 481	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅) ∨ 𝐸 ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 }))
126	60, 122, 125	mpjaodan 957	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → 𝐸 ∥ 𝑁))
127	8, 126	impbid 211	1 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∨ wo 845   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ∀wral 3064  {crab 3407  ∅c0 4282   class class class wbr 5105  ‘cfv 6496  (class class class)co 7357  ℂcc 11049  ℝcr 11050  0cc0 11051  1c1 11052   · cmul 11056   < clt 11189   ≤ cle 11190   − cmin 11385  -cneg 11386   / cdiv 11812  ℕcn 12153  ℕ₀cn0 12413  ℤcz 12499  ℝ⁺crp 12915  ...cfz 13424  ⌊cfl 13695   mod cmo 13774  abscabs 15119   ∥ cdvds 16136  Basecbs 17083  0_gc0g 17321  Grpcgrp 18748  inv_gcminusg 18749  -_gcsg 18750  ._gcmg 18872  gExcgex 19307

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 2707  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129

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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-op 4593  df-uni 4866  df-iun 4956  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-er 8648  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-sup 9378  df-inf 9379  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-div 11813  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-n0 12414  df-z 12500  df-uz 12764  df-rp 12916  df-fz 13425  df-fl 13697  df-mod 13775  df-seq 13907  df-exp 13968  df-cj 14984  df-re 14985  df-im 14986  df-sqrt 15120  df-abs 15121  df-dvds 16137  df-0g 17323  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-grp 18751  df-minusg 18752  df-sbg 18753  df-mulg 18873  df-gex 19311

This theorem is referenced by:  gexdvds2  19367