MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  oddvds2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem oddvds2 18622
Description: The order of an element of a finite group divides the order (cardinality) of the group. Corollary of Lagrange's theorem for the order of a subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
odcl2.1 𝑋 = (Base‘𝐺)
odcl2.2 𝑂 = (od‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
oddvds2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → (𝑂𝐴) ∥ (♯‘𝑋))

Proof of Theorem oddvds2
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 odcl2.1 . . . . 5 𝑋 = (Base‘𝐺)
2 odcl2.2 . . . . 5 𝑂 = (od‘𝐺)
3 eqid 2818 . . . . 5 (.g𝐺) = (.g𝐺)
4 eqid 2818 . . . . 5 (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) = (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))
51, 2, 3, 4dfod2 18620 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋) → (𝑂𝐴) = if(ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ Fin, (♯‘ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))), 0))
653adant2 1123 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → (𝑂𝐴) = if(ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ Fin, (♯‘ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))), 0))
7 simp2 1129 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → 𝑋 ∈ Fin)
81, 3, 4cycsubgcl 18287 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋) → (ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))))
983adant2 1123 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → (ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴 ∈ ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))))
109simpld 495 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ (SubGrp‘𝐺))
111subgss 18218 . . . . . 6 (ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ (SubGrp‘𝐺) → ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ⊆ 𝑋)
1210, 11syl 17 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ⊆ 𝑋)
137, 12ssfid 8729 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ Fin)
1413iftrued 4471 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → if(ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ Fin, (♯‘ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))), 0) = (♯‘ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))))
156, 14eqtrd 2853 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → (𝑂𝐴) = (♯‘ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))))
161lagsubg 18280 . . 3 ((ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴)) ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑋 ∈ Fin) → (♯‘ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))) ∥ (♯‘𝑋))
1710, 7, 16syl2anc 584 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → (♯‘ran (𝑥 ∈ ℤ ↦ (𝑥(.g𝐺)𝐴))) ∥ (♯‘𝑋))
1815, 17eqbrtrd 5079 1 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋 ∈ Fin ∧ 𝐴𝑋) → (𝑂𝐴) ∥ (♯‘𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396  w3a 1079   = wceq 1528  wcel 2105  wss 3933  ifcif 4463   class class class wbr 5057  cmpt 5137  ran crn 5549  cfv 6348  (class class class)co 7145  Fincfn 8497  0cc0 10525  cz 11969  chash 13678  cdvds 15595  Basecbs 16471  Grpcgrp 18041  .gcmg 18162  SubGrpcsubg 18211  odcod 18581
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1787  ax-4 1801  ax-5 1902  ax-6 1961  ax-7 2006  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2151  ax-12 2167  ax-ext 2790  ax-rep 5181  ax-sep 5194  ax-nul 5201  ax-pow 5257  ax-pr 5320  ax-un 7450  ax-inf2 9092  ax-cnex 10581  ax-resscn 10582  ax-1cn 10583  ax-icn 10584  ax-addcl 10585  ax-addrcl 10586  ax-mulcl 10587  ax-mulrcl 10588  ax-mulcom 10589  ax-addass 10590  ax-mulass 10591  ax-distr 10592  ax-i2m1 10593  ax-1ne0 10594  ax-1rid 10595  ax-rnegex 10596  ax-rrecex 10597  ax-cnre 10598  ax-pre-lttri 10599  ax-pre-lttrn 10600  ax-pre-ltadd 10601  ax-pre-mulgt0 10602  ax-pre-sup 10603
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 842  df-3or 1080  df-3an 1081  df-tru 1531  df-fal 1541  df-ex 1772  df-nf 1776  df-sb 2061  df-mo 2615  df-eu 2647  df-clab 2797  df-cleq 2811  df-clel 2890  df-nfc 2960  df-ne 3014  df-nel 3121  df-ral 3140  df-rex 3141  df-reu 3142  df-rmo 3143  df-rab 3144  df-v 3494  df-sbc 3770  df-csb 3881  df-dif 3936  df-un 3938  df-in 3940  df-ss 3949  df-pss 3951  df-nul 4289  df-if 4464  df-pw 4537  df-sn 4558  df-pr 4560  df-tp 4562  df-op 4564  df-uni 4831  df-int 4868  df-iun 4912  df-disj 5023  df-br 5058  df-opab 5120  df-mpt 5138  df-tr 5164  df-id 5453  df-eprel 5458  df-po 5467  df-so 5468  df-fr 5507  df-se 5508  df-we 5509  df-xp 5554  df-rel 5555  df-cnv 5556  df-co 5557  df-dm 5558  df-rn 5559  df-res 5560  df-ima 5561  df-pred 6141  df-ord 6187  df-on 6188  df-lim 6189  df-suc 6190  df-iota 6307  df-fun 6350  df-fn 6351  df-f 6352  df-f1 6353  df-fo 6354  df-f1o 6355  df-fv 6356  df-isom 6357  df-riota 7103  df-ov 7148  df-oprab 7149  df-mpo 7150  df-om 7570  df-1st 7678  df-2nd 7679  df-wrecs 7936  df-recs 7997  df-rdg 8035  df-1o 8091  df-2o 8092  df-oadd 8095  df-omul 8096  df-er 8278  df-ec 8280  df-qs 8284  df-map 8397  df-en 8498  df-dom 8499  df-sdom 8500  df-fin 8501  df-sup 8894  df-inf 8895  df-oi 8962  df-card 9356  df-acn 9359  df-pnf 10665  df-mnf 10666  df-xr 10667  df-ltxr 10668  df-le 10669  df-sub 10860  df-neg 10861  df-div 11286  df-nn 11627  df-2 11688  df-3 11689  df-n0 11886  df-z 11970  df-uz 12232  df-rp 12378  df-fz 12881  df-fzo 13022  df-fl 13150  df-mod 13226  df-seq 13358  df-exp 13418  df-hash 13679  df-cj 14446  df-re 14447  df-im 14448  df-sqrt 14582  df-abs 14583  df-clim 14833  df-sum 15031  df-dvds 15596  df-ndx 16474  df-slot 16475  df-base 16477  df-sets 16478  df-ress 16479  df-plusg 16566  df-0g 16703  df-mgm 17840  df-sgrp 17889  df-mnd 17900  df-grp 18044  df-minusg 18045  df-sbg 18046  df-mulg 18163  df-subg 18214  df-eqg 18216  df-od 18585
This theorem is referenced by:  odsubdvds  18625  gexcl2  18643  gexdvds3  18644  pgpfi1  18649  prmcyg  18943  lt6abl  18944  ablfacrp  19117  pgpfac1lem2  19126  dchrfi  25758  dchrabs  25763
  Copyright terms: Public domain W3C validator