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

Theorem mndodcongi 19575
Description: If two multipliers are congruent relative to the base point's order, the corresponding multiples are the same. For monoids, the reverse implication is false for elements with infinite order. For example, the powers of 2 mod 10 are 1,2,4,8,6,2,4,8,6,... so that the identity 1 never repeats, which is infinite order by our definition, yet other numbers like 6 appear many times in the sequence. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Sep-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
odcl.1 𝑋 = (Base‘𝐺)
odcl.2 𝑂 = (od‘𝐺)
odid.3 · = (.g𝐺)
odid.4 0 = (0g𝐺)
Assertion
Ref Expression
mndodcongi ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))

Proof of Theorem mndodcongi
StepHypRef Expression
1 odcl.1 . . . . . 6 𝑋 = (Base‘𝐺)
2 odcl.2 . . . . . 6 𝑂 = (od‘𝐺)
3 odid.3 . . . . . 6 · = (.g𝐺)
4 odid.4 . . . . . 6 0 = (0g𝐺)
51, 2, 3, 4mndodcong 19574 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) ↔ (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
65biimpd 229 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
763expia 1120 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))))
873impa 1109 . 2 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))))
9 nn0z 12635 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ)
10 nn0z 12635 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
11 zsubcl 12656 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀𝑁) ∈ ℤ)
129, 10, 11syl2an 596 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑀𝑁) ∈ ℤ)
13123ad2ant3 1134 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → (𝑀𝑁) ∈ ℤ)
14 0dvds 16310 . . . . 5 ((𝑀𝑁) ∈ ℤ → (0 ∥ (𝑀𝑁) ↔ (𝑀𝑁) = 0))
1513, 14syl 17 . . . 4 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → (0 ∥ (𝑀𝑁) ↔ (𝑀𝑁) = 0))
16 nn0cn 12533 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℂ)
17 nn0cn 12533 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℂ)
18 subeq0 11532 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ) → ((𝑀𝑁) = 0 ↔ 𝑀 = 𝑁))
1916, 17, 18syl2an 596 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑀𝑁) = 0 ↔ 𝑀 = 𝑁))
20193ad2ant3 1134 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀𝑁) = 0 ↔ 𝑀 = 𝑁))
21 oveq1 7437 . . . . 5 (𝑀 = 𝑁 → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))
2220, 21biimtrdi 253 . . . 4 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀𝑁) = 0 → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
2315, 22sylbid 240 . . 3 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → (0 ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
24 breq1 5150 . . . 4 ((𝑂𝐴) = 0 → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) ↔ 0 ∥ (𝑀𝑁)))
2524imbi1d 341 . . 3 ((𝑂𝐴) = 0 → (((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)) ↔ (0 ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))))
2623, 25syl5ibrcom 247 . 2 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) = 0 → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))))
271, 2odcl 19568 . . . 4 (𝐴𝑋 → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
28273ad2ant2 1133 . . 3 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
29 elnn0 12525 . . 3 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑂𝐴) ∈ ℕ ∨ (𝑂𝐴) = 0))
3028, 29sylib 218 . 2 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∈ ℕ ∨ (𝑂𝐴) = 0))
318, 26, 30mpjaod 860 1 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  wo 847  w3a 1086   = wceq 1536  wcel 2105   class class class wbr 5147  cfv 6562  (class class class)co 7430  cc 11150  0cc0 11152  cmin 11489  cn 12263  0cn0 12523  cz 12610  cdvds 16286  Basecbs 17244  0gc0g 17485  Mndcmnd 18759  .gcmg 19097  odcod 19556
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229  ax-pre-sup 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-op 4637  df-uni 4912  df-iun 4997  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-er 8743  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-sup 9479  df-inf 9480  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-div 11918  df-nn 12264  df-n0 12524  df-z 12611  df-uz 12876  df-rp 13032  df-fz 13544  df-fl 13828  df-mod 13906  df-seq 14039  df-dvds 16287  df-0g 17487  df-mgm 18665  df-sgrp 18744  df-mnd 18760  df-mulg 19098  df-od 19560
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator