MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  gexlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem gexlem1 19539
Description: The group element order is either zero or a nonzero multiplier that annihilates the element. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Apr-2016.) (Proof shortened by AV, 26-Sep-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
gexval.1 ๐‘‹ = (Baseโ€˜๐บ)
gexval.2 ยท = (.gโ€˜๐บ)
gexval.3 0 = (0gโ€˜๐บ)
gexval.4 ๐ธ = (gExโ€˜๐บ)
gexval.i ๐ผ = {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ (๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ) = 0 }
Assertion
Ref Expression
gexlem1 (๐บ โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ))
Distinct variable groups:   ๐‘ฅ,๐‘ฆ, 0   ๐‘ฅ,๐บ,๐‘ฆ   ๐‘ฅ,๐‘‰,๐‘ฆ   ๐‘ฅ, ยท ,๐‘ฆ   ๐‘ฅ,๐‘‹
Allowed substitution hints:   ๐ธ(๐‘ฅ,๐‘ฆ)   ๐ผ(๐‘ฅ,๐‘ฆ)   ๐‘‹(๐‘ฆ)

Proof of Theorem gexlem1
StepHypRef Expression
1 gexval.1 . . 3 ๐‘‹ = (Baseโ€˜๐บ)
2 gexval.2 . . 3 ยท = (.gโ€˜๐บ)
3 gexval.3 . . 3 0 = (0gโ€˜๐บ)
4 gexval.4 . . 3 ๐ธ = (gExโ€˜๐บ)
5 gexval.i . . 3 ๐ผ = {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ (๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ) = 0 }
61, 2, 3, 4, 5gexval 19538 . 2 (๐บ โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ๐ธ = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < )))
7 eqeq2 2739 . . . 4 (0 = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < )) โ†’ (๐ธ = 0 โ†” ๐ธ = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < ))))
87imbi1d 340 . . 3 (0 = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < )) โ†’ ((๐ธ = 0 โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ)) โ†” (๐ธ = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < )) โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ))))
9 eqeq2 2739 . . . 4 (inf(๐ผ, โ„, < ) = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < )) โ†’ (๐ธ = inf(๐ผ, โ„, < ) โ†” ๐ธ = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < ))))
109imbi1d 340 . . 3 (inf(๐ผ, โ„, < ) = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < )) โ†’ ((๐ธ = inf(๐ผ, โ„, < ) โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ)) โ†” (๐ธ = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < )) โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ))))
11 orc 865 . . . . 5 ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ))
1211expcom 412 . . . 4 (๐ผ = โˆ… โ†’ (๐ธ = 0 โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ)))
1312adantl 480 . . 3 ((๐บ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐ผ = โˆ…) โ†’ (๐ธ = 0 โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ)))
14 ssrab2 4075 . . . . . . 7 {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ โˆ€๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‹ (๐‘ฆ ยท ๐‘ฅ) = 0 } โІ โ„•
15 nnuz 12901 . . . . . . . 8 โ„• = (โ„คโ‰ฅโ€˜1)
1615eqcomi 2736 . . . . . . 7 (โ„คโ‰ฅโ€˜1) = โ„•
1714, 5, 163sstr4i 4023 . . . . . 6 ๐ผ โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜1)
18 neqne 2944 . . . . . . 7 (ยฌ ๐ผ = โˆ… โ†’ ๐ผ โ‰  โˆ…)
1918adantl 480 . . . . . 6 ((๐บ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ยฌ ๐ผ = โˆ…) โ†’ ๐ผ โ‰  โˆ…)
20 infssuzcl 12952 . . . . . 6 ((๐ผ โІ (โ„คโ‰ฅโ€˜1) โˆง ๐ผ โ‰  โˆ…) โ†’ inf(๐ผ, โ„, < ) โˆˆ ๐ผ)
2117, 19, 20sylancr 585 . . . . 5 ((๐บ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ยฌ ๐ผ = โˆ…) โ†’ inf(๐ผ, โ„, < ) โˆˆ ๐ผ)
22 eleq1a 2823 . . . . 5 (inf(๐ผ, โ„, < ) โˆˆ ๐ผ โ†’ (๐ธ = inf(๐ผ, โ„, < ) โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐ผ))
2321, 22syl 17 . . . 4 ((๐บ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ยฌ ๐ผ = โˆ…) โ†’ (๐ธ = inf(๐ผ, โ„, < ) โ†’ ๐ธ โˆˆ ๐ผ))
24 olc 866 . . . 4 (๐ธ โˆˆ ๐ผ โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ))
2523, 24syl6 35 . . 3 ((๐บ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ยฌ ๐ผ = โˆ…) โ†’ (๐ธ = inf(๐ผ, โ„, < ) โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ)))
268, 10, 13, 25ifbothda 4568 . 2 (๐บ โˆˆ ๐‘‰ โ†’ (๐ธ = if(๐ผ = โˆ…, 0, inf(๐ผ, โ„, < )) โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ)))
276, 26mpd 15 1 (๐บ โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ((๐ธ = 0 โˆง ๐ผ = โˆ…) โˆจ ๐ธ โˆˆ ๐ผ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โˆง wa 394   โˆจ wo 845   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098   โ‰  wne 2936  โˆ€wral 3057  {crab 3428   โІ wss 3947  โˆ…c0 4324  ifcif 4530  โ€˜cfv 6551  (class class class)co 7424  infcinf 9470  โ„cr 11143  0cc0 11144  1c1 11145   < clt 11284  โ„•cn 12248  โ„คโ‰ฅcuz 12858  Basecbs 17185  0gc0g 17426  .gcmg 19028  gExcgex 19485
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2698  ax-sep 5301  ax-nul 5308  ax-pow 5367  ax-pr 5431  ax-un 7744  ax-cnex 11200  ax-resscn 11201  ax-1cn 11202  ax-icn 11203  ax-addcl 11204  ax-addrcl 11205  ax-mulcl 11206  ax-mulrcl 11207  ax-mulcom 11208  ax-addass 11209  ax-mulass 11210  ax-distr 11211  ax-i2m1 11212  ax-1ne0 11213  ax-1rid 11214  ax-rnegex 11215  ax-rrecex 11216  ax-cnre 11217  ax-pre-lttri 11218  ax-pre-lttrn 11219  ax-pre-ltadd 11220  ax-pre-mulgt0 11221
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2937  df-nel 3043  df-ral 3058  df-rex 3067  df-rmo 3372  df-reu 3373  df-rab 3429  df-v 3473  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4325  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4911  df-iun 5000  df-br 5151  df-opab 5213  df-mpt 5234  df-tr 5268  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5635  df-we 5637  df-xp 5686  df-rel 5687  df-cnv 5688  df-co 5689  df-dm 5690  df-rn 5691  df-res 5692  df-ima 5693  df-pred 6308  df-ord 6375  df-on 6376  df-lim 6377  df-suc 6378  df-iota 6503  df-fun 6553  df-fn 6554  df-f 6555  df-f1 6556  df-fo 6557  df-f1o 6558  df-fv 6559  df-riota 7380  df-ov 7427  df-oprab 7428  df-mpo 7429  df-om 7875  df-2nd 7998  df-frecs 8291  df-wrecs 8322  df-recs 8396  df-rdg 8435  df-er 8729  df-en 8969  df-dom 8970  df-sdom 8971  df-sup 9471  df-inf 9472  df-pnf 11286  df-mnf 11287  df-xr 11288  df-ltxr 11289  df-le 11290  df-sub 11482  df-neg 11483  df-nn 12249  df-n0 12509  df-z 12595  df-uz 12859  df-gex 19489
This theorem is referenced by:  gexcl  19540  gexid  19541  gexdvds  19544
  Copyright terms: Public domain W3C validator