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

Theorem odeq 18657
Description: The oddvds 18654 property uniquely defines the group order. (Contributed by Stefan O'Rear, 6-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
odeq ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 = (𝑂𝐴) ↔ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )))
Distinct variable groups:   𝑦,𝐺   𝑦, 0   𝑦,𝐴   𝑦,𝑁   𝑦,𝑂   𝑦, ·   𝑦,𝑋

Proof of Theorem odeq
StepHypRef Expression
1 nn0z 11983 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ ℕ0𝑦 ∈ ℤ)
2 odcl.1 . . . . . . . 8 𝑋 = (Base‘𝐺)
3 odcl.2 . . . . . . . 8 𝑂 = (od‘𝐺)
4 odid.3 . . . . . . . 8 · = (.g𝐺)
5 odid.4 . . . . . . . 8 0 = (0g𝐺)
62, 3, 4, 5oddvds 18654 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑦 ∈ ℤ) → ((𝑂𝐴) ∥ 𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ))
71, 6syl3an3 1162 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑂𝐴) ∥ 𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ))
873expa 1115 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑂𝐴) ∥ 𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ))
98ralrimiva 3170 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋) → ∀𝑦 ∈ ℕ0 ((𝑂𝐴) ∥ 𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ))
10 breq1 5042 . . . . . 6 (𝑁 = (𝑂𝐴) → (𝑁𝑦 ↔ (𝑂𝐴) ∥ 𝑦))
1110bibi1d 347 . . . . 5 (𝑁 = (𝑂𝐴) → ((𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ) ↔ ((𝑂𝐴) ∥ 𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )))
1211ralbidv 3185 . . . 4 (𝑁 = (𝑂𝐴) → (∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ) ↔ ∀𝑦 ∈ ℕ0 ((𝑂𝐴) ∥ 𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )))
139, 12syl5ibrcom 250 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋) → (𝑁 = (𝑂𝐴) → ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )))
14133adant3 1129 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 = (𝑂𝐴) → ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )))
15 simpl3 1190 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → 𝑁 ∈ ℕ0)
16 simpl2 1189 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → 𝐴𝑋)
172, 3odcl 18643 . . . . 5 (𝐴𝑋 → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
1816, 17syl 17 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
192, 3, 4, 5odid 18645 . . . . . 6 (𝐴𝑋 → ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 )
2016, 19syl 17 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 )
21173ad2ant2 1131 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑂𝐴) ∈ ℕ0)
22 breq2 5043 . . . . . . . 8 (𝑦 = (𝑂𝐴) → (𝑁𝑦𝑁 ∥ (𝑂𝐴)))
23 oveq1 7137 . . . . . . . . 9 (𝑦 = (𝑂𝐴) → (𝑦 · 𝐴) = ((𝑂𝐴) · 𝐴))
2423eqeq1d 2823 . . . . . . . 8 (𝑦 = (𝑂𝐴) → ((𝑦 · 𝐴) = 0 ↔ ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 ))
2522, 24bibi12d 349 . . . . . . 7 (𝑦 = (𝑂𝐴) → ((𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ) ↔ (𝑁 ∥ (𝑂𝐴) ↔ ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 )))
2625rspcva 3598 . . . . . 6 (((𝑂𝐴) ∈ ℕ0 ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → (𝑁 ∥ (𝑂𝐴) ↔ ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 ))
2721, 26sylan 583 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → (𝑁 ∥ (𝑂𝐴) ↔ ((𝑂𝐴) · 𝐴) = 0 ))
2820, 27mpbird 260 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → 𝑁 ∥ (𝑂𝐴))
29 nn0z 11983 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ)
30 iddvds 15602 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁𝑁)
3115, 29, 303syl 18 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → 𝑁𝑁)
32 breq2 5043 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑁 → (𝑁𝑦𝑁𝑁))
33 oveq1 7137 . . . . . . . . . 10 (𝑦 = 𝑁 → (𝑦 · 𝐴) = (𝑁 · 𝐴))
3433eqeq1d 2823 . . . . . . . . 9 (𝑦 = 𝑁 → ((𝑦 · 𝐴) = 0 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
3532, 34bibi12d 349 . . . . . . . 8 (𝑦 = 𝑁 → ((𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ) ↔ (𝑁𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 )))
3635rspcva 3598 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → (𝑁𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
37363ad2antl3 1184 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → (𝑁𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
3831, 37mpbid 235 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → (𝑁 · 𝐴) = 0 )
392, 3, 4, 5oddvds 18654 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑂𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
4029, 39syl3an3 1162 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑂𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
4140adantr 484 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → ((𝑂𝐴) ∥ 𝑁 ↔ (𝑁 · 𝐴) = 0 ))
4238, 41mpbird 260 . . . 4 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → (𝑂𝐴) ∥ 𝑁)
43 dvdseq 15643 . . . 4 (((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝑂𝐴) ∈ ℕ0) ∧ (𝑁 ∥ (𝑂𝐴) ∧ (𝑂𝐴) ∥ 𝑁)) → 𝑁 = (𝑂𝐴))
4415, 18, 28, 42, 43syl22anc 837 . . 3 (((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) ∧ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )) → 𝑁 = (𝑂𝐴))
4544ex 416 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) → (∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 ) → 𝑁 = (𝑂𝐴)))
4614, 45impbid 215 1 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐴𝑋𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑁 = (𝑂𝐴) ↔ ∀𝑦 ∈ ℕ0 (𝑁𝑦 ↔ (𝑦 · 𝐴) = 0 )))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 399  w3a 1084   = wceq 1538  wcel 2115  wral 3126   class class class wbr 5039  cfv 6328  (class class class)co 7130  0cn0 11875  cz 11959  cdvds 15586  Basecbs 16462  0gc0g 16692  Grpcgrp 18082  .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-2 11678  df-3 11679  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-exp 13414  df-cj 14437  df-re 14438  df-im 14439  df-sqrt 14573  df-abs 14574  df-dvds 15587  df-0g 16694  df-mgm 17831  df-sgrp 17880  df-mnd 17891  df-grp 18085  df-minusg 18086  df-sbg 18087  df-mulg 18204  df-od 18635
This theorem is referenced by:  odval2  18658  proot1ex  39952
  Copyright terms: Public domain W3C validator