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

Theorem mndodcongi 18650
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 18649 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) ↔ (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
65biimpd 232 . . . 4 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
763expia 1118 . . 3 (((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋) ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))))
873impa 1107 . 2 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∈ ℕ → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))))
9 nn0z 11983 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℤ)
10 nn0z 11983 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
11 zsubcl 12002 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑀𝑁) ∈ ℤ)
129, 10, 11syl2an 598 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑀𝑁) ∈ ℤ)
13123ad2ant3 1132 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → (𝑀𝑁) ∈ ℤ)
14 0dvds 15609 . . . . 5 ((𝑀𝑁) ∈ ℤ → (0 ∥ (𝑀𝑁) ↔ (𝑀𝑁) = 0))
1513, 14syl 17 . . . 4 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → (0 ∥ (𝑀𝑁) ↔ (𝑀𝑁) = 0))
16 nn0cn 11885 . . . . . . 7 (𝑀 ∈ ℕ0𝑀 ∈ ℂ)
17 nn0cn 11885 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℂ)
18 subeq0 10889 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ ℂ ∧ 𝑁 ∈ ℂ) → ((𝑀𝑁) = 0 ↔ 𝑀 = 𝑁))
1916, 17, 18syl2an 598 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑀𝑁) = 0 ↔ 𝑀 = 𝑁))
20193ad2ant3 1132 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀𝑁) = 0 ↔ 𝑀 = 𝑁))
21 oveq1 7137 . . . . 5 (𝑀 = 𝑁 → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))
2220, 21syl6bi 256 . . . 4 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑀𝑁) = 0 → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
2315, 22sylbid 243 . . 3 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → (0 ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
24 breq1 5042 . . . 4 ((𝑂𝐴) = 0 → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) ↔ 0 ∥ (𝑀𝑁)))
2524imbi1d 345 . . 3 ((𝑂𝐴) = 0 → (((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)) ↔ (0 ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))))
2623, 25syl5ibrcom 250 . 2 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) = 0 → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))))
271, 2odcl 18643 . . . 4 (𝐴𝑋 → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
28273ad2ant2 1131 . . 3 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
29 elnn0 11877 . . 3 ((𝑂𝐴) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑂𝐴) ∈ ℕ ∨ (𝑂𝐴) = 0))
3028, 29sylib 221 . 2 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∈ ℕ ∨ (𝑂𝐴) = 0))
318, 26, 30mpjaod 857 1 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ 𝐴𝑋 ∧ (𝑀 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0)) → ((𝑂𝐴) ∥ (𝑀𝑁) → (𝑀 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  wo 844  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2115   class class class wbr 5039  cfv 6328  (class class class)co 7130  cc 10512  0cc0 10514  cmin 10847  cn 11615  0cn0 11875  cz 11959  cdvds 15586  Basecbs 16462  0gc0g 16692  Mndcmnd 17890  .gcmg 18203  odcod 18631
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 1912  ax-6 1971  ax-7 2016  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2178  ax-ext 2793  ax-sep 5176  ax-nul 5183  ax-pow 5239  ax-pr 5303  ax-un 7436  ax-cnex 10570  ax-resscn 10571  ax-1cn 10572  ax-icn 10573  ax-addcl 10574  ax-addrcl 10575  ax-mulcl 10576  ax-mulrcl 10577  ax-mulcom 10578  ax-addass 10579  ax-mulass 10580  ax-distr 10581  ax-i2m1 10582  ax-1ne0 10583  ax-1rid 10584  ax-rnegex 10585  ax-rrecex 10586  ax-cnre 10587  ax-pre-lttri 10588  ax-pre-lttrn 10589  ax-pre-ltadd 10590  ax-pre-mulgt0 10591  ax-pre-sup 10592
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2623  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2892  df-nfc 2960  df-ne 3008  df-nel 3112  df-ral 3131  df-rex 3132  df-reu 3133  df-rmo 3134  df-rab 3135  df-v 3473  df-sbc 3750  df-csb 3858  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4267  df-if 4441  df-pw 4514  df-sn 4541  df-pr 4543  df-tp 4545  df-op 4547  df-uni 4812  df-iun 4894  df-br 5040  df-opab 5102  df-mpt 5120  df-tr 5146  df-id 5433  df-eprel 5438  df-po 5447  df-so 5448  df-fr 5487  df-we 5489  df-xp 5534  df-rel 5535  df-cnv 5536  df-co 5537  df-dm 5538  df-rn 5539  df-res 5540  df-ima 5541  df-pred 6121  df-ord 6167  df-on 6168  df-lim 6169  df-suc 6170  df-iota 6287  df-fun 6330  df-fn 6331  df-f 6332  df-f1 6333  df-fo 6334  df-f1o 6335  df-fv 6336  df-riota 7088  df-ov 7133  df-oprab 7134  df-mpo 7135  df-om 7556  df-1st 7664  df-2nd 7665  df-wrecs 7922  df-recs 7983  df-rdg 8021  df-er 8264  df-en 8485  df-dom 8486  df-sdom 8487  df-sup 8882  df-inf 8883  df-pnf 10654  df-mnf 10655  df-xr 10656  df-ltxr 10657  df-le 10658  df-sub 10849  df-neg 10850  df-div 11275  df-nn 11616  df-n0 11876  df-z 11960  df-uz 12222  df-rp 12368  df-fz 12876  df-fl 13145  df-mod 13221  df-seq 13353  df-dvds 15587  df-0g 16694  df-mgm 17831  df-sgrp 17880  df-mnd 17891  df-mulg 18204  df-od 18635
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator