Theorem gexdvds 19600

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 19599	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∥ 𝑁) → (𝑁 · 𝑥) = 0 )
6	5	3expia 1130	. . . 4 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝐸 ∥ 𝑁 → (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
7	6	ralrimdva 3156	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (𝐸 ∥ 𝑁 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
8	7	adantr 483	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐸 ∥ 𝑁 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
9		noel 4285	. . . . . . 7 ⊢ ¬ (abs‘𝑁) ∈ ∅
10		simprr 780	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)
11	10	eleq2d 2842	. . . . . . . . 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 7392	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑦 = (abs‘𝑁) → (𝑦 · 𝑥) = ((abs‘𝑁) · 𝑥))
13	12	eqeq1d 2758	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 = (abs‘𝑁) → ((𝑦 · 𝑥) = 0 ↔ ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ))
14	13	ralbidv 3179	. . . . . . . . . 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 288	. . . . . . . 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 547	. . . . . . 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 328	. . . . . 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 415	. . . . 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 15315	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (abs‘𝑁) ∈ ℕ0)
21	20	ad2antlr 735	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (abs‘𝑁) ∈ ℕ0)
22		elnn0 12473	. . . . . . 7 ⊢ ((abs‘𝑁) ∈ ℕ0 ↔ ((abs‘𝑁) ∈ ℕ ∨ (abs‘𝑁) = 0))
23	21, 22	sylib 220	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → ((abs‘𝑁) ∈ ℕ ∨ (abs‘𝑁) = 0))
24	23	ord 873	. . . . 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 487	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (abs‘𝑁) = 𝑁) → (abs‘𝑁) = 𝑁)
27	26	oveq1d 7400	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (abs‘𝑁) = 𝑁) → ((abs‘𝑁) · 𝑥) = (𝑁 · 𝑥))
28	27	eqeq1d 2758	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (abs‘𝑁) = 𝑁) → (((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
29		oveq1 7392	. . . . . . . . 9 ⊢ ((abs‘𝑁) = -𝑁 → ((abs‘𝑁) · 𝑥) = (-𝑁 · 𝑥))
30	29	eqeq1d 2758	. . . . . . . 8 ⊢ ((abs‘𝑁) = -𝑁 → (((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ (-𝑁 · 𝑥) = 0 ))
31		eqid 2756	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (invg‘𝐺) = (invg‘𝐺)
32	1, 3, 31	mulgneg 19110	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (-𝑁 · 𝑥) = ((invg‘𝐺)‘(𝑁 · 𝑥)))
33	32	3expa 1127	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (-𝑁 · 𝑥) = ((invg‘𝐺)‘(𝑁 · 𝑥)))
34	4, 31	grpinvid 19017	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → ((invg‘𝐺)‘ 0 ) = 0 )
35	34	ad2antrr 734	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((invg‘𝐺)‘ 0 ) = 0 )
36	35	eqcomd 2762	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 = ((invg‘𝐺)‘ 0 ))
37	33, 36	eqeq12d 2772	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((-𝑁 · 𝑥) = 0 ↔ ((invg‘𝐺)‘(𝑁 · 𝑥)) = ((invg‘𝐺)‘ 0 )))
38		simpll 774	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝐺 ∈ Grp)
39	1, 3	mulgcl 19109	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑁 · 𝑥) ∈ 𝑋)
40	39	3expa 1127	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (𝑁 · 𝑥) ∈ 𝑋)
41	1, 4	grpidcl 18983	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → 0 ∈ 𝑋)
42	41	ad2antrr 734	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 0 ∈ 𝑋)
43	1, 31, 38, 40, 42	grpinv11 19025	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((invg‘𝐺)‘(𝑁 · 𝑥)) = ((invg‘𝐺)‘ 0 ) ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
44	37, 43	bitrd 281	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((-𝑁 · 𝑥) = 0 ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
45	30, 44	sylan9bbr 517	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) ∧ (abs‘𝑁) = -𝑁) → (((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
46		zre 12562	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℝ)
47	46	ad2antlr 735	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → 𝑁 ∈ ℝ)
48	47	absord 15419	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((abs‘𝑁) = 𝑁 ∨ (abs‘𝑁) = -𝑁))
49	28, 45, 48	mpjaodan 969	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → (((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
50	49	ralbidva 3177	. . . . 5 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((abs‘𝑁) · 𝑥) = 0 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))
51	50	adantr 483	. . . 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 16286	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (0 ∥ 𝑁 ↔ 𝑁 = 0))
53	52	ad2antlr 735	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (0 ∥ 𝑁 ↔ 𝑁 = 0))
54		simprl 778	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → 𝐸 = 0)
55	54	breq1d 5104	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ 0 ∥ 𝑁))
56		zcn 12563	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁 ∈ ℂ)
57	56	ad2antlr 735	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → 𝑁 ∈ ℂ)
58	57	abs00ad 15293	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → ((abs‘𝑁) = 0 ↔ 𝑁 = 0))
59	53, 55, 58	3bitr4rd 314	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → ((abs‘𝑁) = 0 ↔ 𝐸 ∥ 𝑁))
60	25, 51, 59	3imtr3d 295	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅)) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → 𝐸 ∥ 𝑁))
61		elrabi 3641	. . . 4 ⊢ (𝐸 ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } → 𝐸 ∈ ℕ)
62	46	adantl 484	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℝ)
63		nnrp 12995	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐸 ∈ ℕ → 𝐸 ∈ ℝ+)
64		modval 13871	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐸 ∈ ℝ+) → (𝑁 mod 𝐸) = (𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))))
65	62, 63, 64	syl2an 604	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) = (𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))))
66	65	adantr 483	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → (𝑁 mod 𝐸) = (𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))))
67	66	oveq1d 7400	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = ((𝑁 − (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))) · 𝑥))
68		simplll 782	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝐺 ∈ Grp)
69		simpllr 783	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝑁 ∈ ℤ)
70		nnz 12579	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐸 ∈ ℕ → 𝐸 ∈ ℤ)
71	70	ad2antlr 735	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝐸 ∈ ℤ)
72		rerpdivcl 13015	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐸 ∈ ℝ+) → (𝑁 / 𝐸) ∈ ℝ)
73	62, 63, 72	syl2an 604	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 / 𝐸) ∈ ℝ)
74	73	flcld 13798	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (⌊‘(𝑁 / 𝐸)) ∈ ℤ)
75	74	adantr 483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → (⌊‘(𝑁 / 𝐸)) ∈ ℤ)
76	71, 75	zmulcld 12673	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) ∈ ℤ)
77		simprl 778	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝑥 ∈ 𝑋)
78		eqid 2756	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (-g‘𝐺) = (-g‘𝐺)
79	1, 3, 78	mulgsubdir 19132	. . . . . . . . . 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 1387	. . . . . . . . 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 780	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → (𝑁 · 𝑥) = 0 )
82		dvdsmul1 16287	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐸 ∈ ℤ ∧ (⌊‘(𝑁 / 𝐸)) ∈ ℤ) → 𝐸 ∥ (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))))
83	71, 75, 82	syl2anc 592	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → 𝐸 ∥ (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))))
84	1, 2, 3, 4	gexdvdsi 19599	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑥 ∈ 𝑋 ∧ 𝐸 ∥ (𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸)))) → ((𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) · 𝑥) = 0 )
85	68, 77, 83, 84	syl3anc 1386	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝐸 · (⌊‘(𝑁 / 𝐸))) · 𝑥) = 0 )
86	81, 85	oveq12d 7403	. . . . . . . . . 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 774	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → 𝐺 ∈ Grp)
88	1, 4, 78	grpsubid 19042	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 0 ∈ 𝑋) → ( 0 (-g‘𝐺) 0 ) = 0 )
89	87, 41, 88	syl2anc2 593	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → ( 0 (-g‘𝐺) 0 ) = 0 )
90	89	adantr 483	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ( 0 (-g‘𝐺) 0 ) = 0 )
91	86, 90	eqtrd 2791	. . . . . . . . 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 2795	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ (𝑥 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 · 𝑥) = 0 )) → ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 )
93	92	expr 459	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) ∧ 𝑥 ∈ 𝑋) → ((𝑁 · 𝑥) = 0 → ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ))
94	93	ralimdva 3168	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ))
95		modlt 13880	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ 𝐸 ∈ ℝ+) → (𝑁 mod 𝐸) < 𝐸)
96	62, 63, 95	syl2an 604	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) < 𝐸)
97		zmodcl 13891	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℤ ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ0)
98	97	adantll 722	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ0)
99	98	nn0red 12533	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℝ)
100		nnre 12207	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝐸 ∈ ℕ → 𝐸 ∈ ℝ)
101	100	adantl 484	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → 𝐸 ∈ ℝ)
102	99, 101	ltnled 11320	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → ((𝑁 mod 𝐸) < 𝐸 ↔ ¬ 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸)))
103	96, 102	mpbid 234	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → ¬ 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸))
104	1, 2, 3, 4	gexlem2 19598	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ ∧ ∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 ) → 𝐸 ∈ (1...(𝑁 mod 𝐸)))
105		elfzle2 13523	. . . . . . . . . . . . 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 1130	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 → 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸)))
108	107	impancom 454	. . . . . . . . . 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 415	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → (∀𝑥 ∈ 𝑋 ((𝑁 mod 𝐸) · 𝑥) = 0 → (¬ 𝐸 ≤ (𝑁 mod 𝐸) → ¬ (𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ)))
111	110	ad2antrr 734	. . . . . . 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 12473	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ ∨ (𝑁 mod 𝐸) = 0))
114	98, 113	sylib 220	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → ((𝑁 mod 𝐸) ∈ ℕ ∨ (𝑁 mod 𝐸) = 0))
115	114	ord 873	. . . . . 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 487	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → 𝐸 ∈ ℕ)
118		simplr 776	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℤ)
119		dvdsval3 16266	. . . . . 6 ⊢ ((𝐸 ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 mod 𝐸) = 0))
120	117, 118, 119	syl2anc 592	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 mod 𝐸) = 0))
121	116, 120	sylibrd 261	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ ℕ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → 𝐸 ∥ 𝑁))
122	61, 121	sylan2 601	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝐸 ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 }) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → 𝐸 ∥ 𝑁))
123		eqid 2756	. . . . 5 ⊢ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 }
124	1, 3, 4, 2, 123	gexlem1 19595	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ Grp → ((𝐸 = 0 ∧ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 } = ∅) ∨ 𝐸 ∈ {𝑦 ∈ ℕ ∣ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑦 · 𝑥) = 0 }))
125	124	adantr 483	. . 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 969	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 → 𝐸 ∥ 𝑁))
127	8, 126	impbid 214	1 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝐸 ∥ 𝑁 ↔ ∀𝑥 ∈ 𝑋 (𝑁 · 𝑥) = 0 ))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   ∨ wo 856   ∧ w3a 1095   = wceq 1554   ∈ wcel 2136  ∀wral 3070  {crab 3408  ∅c0 4280   class class class wbr 5094  ‘cfv 6510  (class class class)co 7385  ℂcc 11061  ℝcr 11062  0cc0 11063  1c1 11064   · cmul 11068   < clt 11206   ≤ cle 11207   − cmin 11404  -cneg 11405   / cdiv 11834  ℕcn 12200  ℕ₀cn0 12471  ℤcz 12558  ℝ⁺crp 12983  ...cfz 13502  ⌊cfl 13790   mod cmo 13869  abscabs 15237   ∥ cdvds 16262  Basecbs 17221  0_gc0g 17444  Grpcgrp 18951  inv_gcminusg 18952  -_gcsg 18953  ._gcmg 19085  gExcgex 19541

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1809  ax-4 1823  ax-5 1924  ax-6 1981  ax-7 2022  ax-8 2138  ax-9 2146  ax-10 2169  ax-11 2185  ax-12 2206  ax-ext 2728  ax-sep 5240  ax-nul 5250  ax-pow 5316  ax-pr 5384  ax-un 7707  ax-cnex 11119  ax-resscn 11120  ax-1cn 11121  ax-icn 11122  ax-addcl 11123  ax-addrcl 11124  ax-mulcl 11125  ax-mulrcl 11126  ax-mulcom 11127  ax-addass 11128  ax-mulass 11129  ax-distr 11130  ax-i2m1 11131  ax-1ne0 11132  ax-1rid 11133  ax-rnegex 11134  ax-rrecex 11135  ax-cnre 11136  ax-pre-lttri 11137  ax-pre-lttrn 11138  ax-pre-ltadd 11139  ax-pre-mulgt0 11140  ax-pre-sup 11141

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 857  df-3or 1096  df-3an 1097  df-tru 1557  df-fal 1567  df-ex 1794  df-nf 1798  df-sb 2085  df-mo 2560  df-eu 2590  df-clab 2735  df-cleq 2748  df-clel 2831  df-nfc 2905  df-ne 2952  df-nel 3056  df-ral 3071  df-rex 3081  df-rmo 3361  df-reu 3362  df-rab 3409  df-v 3450  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4281  df-if 4475  df-pw 4551  df-sn 4577  df-pr 4579  df-op 4583  df-uni 4860  df-iun 4945  df-br 5095  df-opab 5157  df-mpt 5176  df-tr 5202  df-id 5535  df-eprel 5540  df-po 5548  df-so 5549  df-fr 5593  df-we 5595  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6466  df-fun 6512  df-fn 6513  df-f 6514  df-f1 6515  df-fo 6516  df-f1o 6517  df-fv 6518  df-riota 7342  df-ov 7388  df-oprab 7389  df-mpo 7390  df-om 7836  df-1st 7959  df-2nd 7960  df-frecs 8250  df-wrecs 8281  df-recs 8330  df-rdg 8369  df-er 8666  df-en 8917  df-dom 8918  df-sdom 8919  df-sup 9378  df-inf 9379  df-pnf 11208  df-mnf 11209  df-xr 11210  df-ltxr 11211  df-le 11212  df-sub 11406  df-neg 11407  df-div 11835  df-nn 12201  df-2 12270  df-3 12271  df-n0 12472  df-z 12559  df-uz 12830  df-rp 12984  df-fz 13503  df-fl 13792  df-mod 13870  df-seq 14005  df-exp 14065  df-cj 15102  df-re 15103  df-im 15104  df-sqrt 15238  df-abs 15239  df-dvds 16263  df-0g 17446  df-mgm 18650  df-sgrp 18729  df-mnd 18745  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-sbg 18956  df-mulg 19086  df-gex 19545

This theorem is referenced by:  gexdvds2  19601