Theorem oddvds 19444

Description: The only multiples of 𝐴 that are equal to the identity are the multiples of the order of 𝐴. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jan-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 23-Sep-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
odcl.1	⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
odcl.2	⊢ 𝑂 = (od‘𝐺)
odid.3	⊢ · = (.g‘𝐺)
odid.4	⊢ 0 = (0g‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
oddvds	⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑂‘𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))

Proof of Theorem oddvds

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpr 484	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ)
2		simpl3 1194	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℤ)
3		dvdsval3 16185	. . . 4 ⊢ (((𝑂‘𝐴) ∈ ℕ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑂‘𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0))
4	1, 2, 3	syl2anc 584	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂‘𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0))
5		simpl2 1193	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → 𝐴 ∈ 𝑋)
6		odcl.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝑋 = (Base‘𝐺)
7		odid.4	. . . . . . 7 ⊢ 0 = (0g‘𝐺)
8		odid.3	. . . . . . 7 ⊢ · = (.g‘𝐺)
9	6, 7, 8	mulg0 18971	. . . . . 6 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑋 → (0 · 𝐴) = 0 )
10	5, 9	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (0 · 𝐴) = 0 )
11		oveq1 7360	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0 → ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = (0 · 𝐴))
12	11	eqeq1d 2731	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0 → (((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ↔ (0 · 𝐴) = 0 ))
13	10, 12	syl5ibrcom 247	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0 → ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ))
14	2	zred 12598	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → 𝑁 ∈ ℝ)
15	1	nnrpd 12953	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂‘𝐴) ∈ ℝ+)
16		modlt 13802	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℝ+) → (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) < (𝑂‘𝐴))
17	14, 15, 16	syl2anc 584	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) < (𝑂‘𝐴))
18	2, 1	zmodcld 13814	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ0)
19	18	nn0red 12464	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℝ)
20	1	nnred 12161	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (𝑂‘𝐴) ∈ ℝ)
21	19, 20	ltnled 11281	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) < (𝑂‘𝐴) ↔ ¬ (𝑂‘𝐴) ≤ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴))))
22	17, 21	mpbid 232	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → ¬ (𝑂‘𝐴) ≤ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)))
23		odcl.2	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ 𝑂 = (od‘𝐺)
24	6, 23, 8, 7	odlem2 19436	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ ∧ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ) → (𝑂‘𝐴) ∈ (1...(𝑁 mod (𝑂‘𝐴))))
25		elfzle2 13449	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑂‘𝐴) ∈ (1...(𝑁 mod (𝑂‘𝐴))) → (𝑂‘𝐴) ≤ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)))
26	24, 25	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ ∧ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ) → (𝑂‘𝐴) ≤ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)))
27	26	3com23 1126	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ∧ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ) → (𝑂‘𝐴) ≤ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)))
28	27	3expia 1121	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ) → ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ → (𝑂‘𝐴) ≤ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴))))
29	28	con3d 152	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ) → (¬ (𝑂‘𝐴) ≤ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) → ¬ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ))
30	29	impancom 451	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑋 ∧ ¬ (𝑂‘𝐴) ≤ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴))) → (((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 → ¬ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ))
31	5, 22, 30	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 → ¬ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ))
32		elnn0 12404	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ ∨ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0))
33	18, 32	sylib 218	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ ∨ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0))
34	33	ord 864	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (¬ (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) ∈ ℕ → (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0))
35	31, 34	syld 47	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 → (𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0))
36	13, 35	impbid 212	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) = 0 ↔ ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ))
37	6, 23, 8, 7	odmod 19443	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))
38	37	eqeq1d 2731	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → (((𝑁 mod (𝑂‘𝐴)) · 𝐴) = 0 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
39	4, 36, 38	3bitrd 305	. 2 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ) → ((𝑂‘𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
40		simpr 484	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → (𝑂‘𝐴) = 0)
41	40	breq1d 5105	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → ((𝑂‘𝐴) ∥ 𝑁 ↔ 0 ∥ 𝑁))
42		simpl3 1194	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → 𝑁 ∈ ℤ)
43		0dvds 16205	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (0 ∥ 𝑁 ↔ 𝑁 = 0))
44	42, 43	syl 17	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → (0 ∥ 𝑁 ↔ 𝑁 = 0))
45		simpl2 1193	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → 𝐴 ∈ 𝑋)
46	45, 9	syl 17	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → (0 · 𝐴) = 0 )
47		oveq1 7360	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 = 0 → (𝑁 · 𝐴) = (0 · 𝐴))
48	47	eqeq1d 2731	. . . . 5 ⊢ (𝑁 = 0 → ((𝑁 · 𝐴) = 0 ↔ (0 · 𝐴) = 0 ))
49	46, 48	syl5ibrcom 247	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → (𝑁 = 0 → (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
50	6, 23, 8, 7	odnncl 19442	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑁 ≠ 0 ∧ (𝑁 · 𝐴) = 0 )) → (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ)
51	50	nnne0d 12196	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑁 ≠ 0 ∧ (𝑁 · 𝐴) = 0 )) → (𝑂‘𝐴) ≠ 0)
52	51	expr 456	. . . . . . 7 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ 𝑁 ≠ 0) → ((𝑁 · 𝐴) = 0 → (𝑂‘𝐴) ≠ 0))
53	52	impancom 451	. . . . . 6 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑁 · 𝐴) = 0 ) → (𝑁 ≠ 0 → (𝑂‘𝐴) ≠ 0))
54	53	necon4d 2949	. . . . 5 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑁 · 𝐴) = 0 ) → ((𝑂‘𝐴) = 0 → 𝑁 = 0))
55	54	impancom 451	. . . 4 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → ((𝑁 · 𝐴) = 0 → 𝑁 = 0))
56	49, 55	impbid 212	. . 3 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → (𝑁 = 0 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
57	41, 44, 56	3bitrd 305	. 2 ⊢ (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) ∧ (𝑂‘𝐴) = 0) → ((𝑂‘𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
58	6, 23	odcl 19433	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ 𝑋 → (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ0)
59	58	3ad2ant2 1134	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑂‘𝐴) ∈ ℕ0)
60		elnn0 12404	. . 3 ⊢ ((𝑂‘𝐴) ∈ ℕ0 ↔ ((𝑂‘𝐴) ∈ ℕ ∨ (𝑂‘𝐴) = 0))
61	59, 60	sylib 218	. 2 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑂‘𝐴) ∈ ℕ ∨ (𝑂‘𝐴) = 0))
62	39, 57, 61	mpjaodan 960	1 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑋 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑂‘𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 206   ∧ wa 395   ∨ wo 847   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2109   ≠ wne 2925   class class class wbr 5095  ‘cfv 6486  (class class class)co 7353  ℝcr 11027  0cc0 11028  1c1 11029   < clt 11168   ≤ cle 11169  ℕcn 12146  ℕ₀cn0 12402  ℤcz 12489  ℝ⁺crp 12911  ...cfz 13428   mod cmo 13791   ∥ cdvds 16181  Basecbs 17138  0_gc0g 17361  Grpcgrp 18830  ._gcmg 18964  odcod 19421

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5238  ax-nul 5248  ax-pow 5307  ax-pr 5374  ax-un 7675  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105  ax-pre-sup 11106

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3397  df-v 3440  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4479  df-pw 4555  df-sn 4580  df-pr 4582  df-op 4586  df-uni 4862  df-iun 4946  df-br 5096  df-opab 5158  df-mpt 5177  df-tr 5203  df-id 5518  df-eprel 5523  df-po 5531  df-so 5532  df-fr 5576  df-we 5578  df-xp 5629  df-rel 5630  df-cnv 5631  df-co 5632  df-dm 5633  df-rn 5634  df-res 5635  df-ima 5636  df-pred 6253  df-ord 6314  df-on 6315  df-lim 6316  df-suc 6317  df-iota 6442  df-fun 6488  df-fn 6489  df-f 6490  df-f1 6491  df-fo 6492  df-f1o 6493  df-fv 6494  df-riota 7310  df-ov 7356  df-oprab 7357  df-mpo 7358  df-om 7807  df-1st 7931  df-2nd 7932  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-er 8632  df-en 8880  df-dom 8881  df-sdom 8882  df-sup 9351  df-inf 9352  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11367  df-neg 11368  df-div 11796  df-nn 12147  df-2 12209  df-3 12210  df-n0 12403  df-z 12490  df-uz 12754  df-rp 12912  df-fz 13429  df-fl 13714  df-mod 13792  df-seq 13927  df-exp 13987  df-cj 15024  df-re 15025  df-im 15026  df-sqrt 15160  df-abs 15161  df-dvds 16182  df-0g 17363  df-mgm 18532  df-sgrp 18611  df-mnd 18627  df-grp 18833  df-minusg 18834  df-sbg 18835  df-mulg 18965  df-od 19425

This theorem is referenced by:  oddvdsi  19445  odcong  19446  odeq  19447  odmulgid  19451  odbezout  19455  gexdvds2  19482  gexod  19483  gexcl3  19484  odadd1  19745  odadd2  19746  oddvdssubg  19752  pgpfac1lem3a  19975  ablsimpgfindlem2  20007  chrdvds  21451  dchrfi  27182  dchrabs  27187  dchrptlem2  27192  idomodle  43164