MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  odlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem odlem2 19407
Description: Any positive annihilator of a group element is an upper bound on the (positive) order of the element. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jan-2015.) (Revised by Stefan O'Rear, 5-Sep-2015.) (Proof shortened by AV, 5-Oct-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
odcl.1 ๐‘‹ = (Baseโ€˜๐บ)
odcl.2 ๐‘‚ = (odโ€˜๐บ)
odid.3 ยท = (.gโ€˜๐บ)
odid.4 0 = (0gโ€˜๐บ)
Assertion
Ref Expression
odlem2 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐‘ ยท ๐ด) = 0 ) โ†’ (๐‘‚โ€˜๐ด) โˆˆ (1...๐‘))

Proof of Theorem odlem2
Dummy variable ๐‘ฆ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq1 7416 . . . . 5 (๐‘ฆ = ๐‘ โ†’ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = (๐‘ ยท ๐ด))
21eqeq1d 2735 . . . 4 (๐‘ฆ = ๐‘ โ†’ ((๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 โ†” (๐‘ ยท ๐ด) = 0 ))
32elrab 3684 . . 3 (๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ†” (๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐‘ ยท ๐ด) = 0 ))
4 odcl.1 . . . . . 6 ๐‘‹ = (Baseโ€˜๐บ)
5 odid.3 . . . . . 6 ยท = (.gโ€˜๐บ)
6 odid.4 . . . . . 6 0 = (0gโ€˜๐บ)
7 odcl.2 . . . . . 6 ๐‘‚ = (odโ€˜๐บ)
8 eqid 2733 . . . . . 6 {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } = {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }
94, 5, 6, 7, 8odval 19402 . . . . 5 (๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ (๐‘‚โ€˜๐ด) = if({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } = โˆ…, 0, inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < )))
10 n0i 4334 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ†’ ยฌ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } = โˆ…)
1110iffalsed 4540 . . . . 5 (๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ†’ if({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } = โˆ…, 0, inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < )) = inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ))
129, 11sylan9eq 2793 . . . 4 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ (๐‘‚โ€˜๐ด) = inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ))
13 ssrab2 4078 . . . . . 6 {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โŠ† โ„•
14 nnuz 12865 . . . . . . . 8 โ„• = (โ„คโ‰ฅโ€˜1)
1513, 14sseqtri 4019 . . . . . . 7 {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜1)
16 ne0i 4335 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ†’ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ‰  โˆ…)
1716adantl 483 . . . . . . 7 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ‰  โˆ…)
18 infssuzcl 12916 . . . . . . 7 (({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜1) โˆง {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ‰  โˆ…) โ†’ inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 })
1915, 17, 18sylancr 588 . . . . . 6 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 })
2013, 19sselid 3981 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ โ„•)
21 infssuzle 12915 . . . . . . 7 (({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โŠ† (โ„คโ‰ฅโ€˜1) โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โ‰ค ๐‘)
2215, 21mpan 689 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ†’ inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โ‰ค ๐‘)
2322adantl 483 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โ‰ค ๐‘)
24 elrabi 3678 . . . . . . . 8 (๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
2524nnzd 12585 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
26 fznn 13569 . . . . . . 7 (๐‘ โˆˆ โ„ค โ†’ (inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ (1...๐‘) โ†” (inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ โ„• โˆง inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โ‰ค ๐‘)))
2725, 26syl 17 . . . . . 6 (๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 } โ†’ (inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ (1...๐‘) โ†” (inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ โ„• โˆง inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โ‰ค ๐‘)))
2827adantl 483 . . . . 5 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ (inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ (1...๐‘) โ†” (inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ โ„• โˆง inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โ‰ค ๐‘)))
2920, 23, 28mpbir2and 712 . . . 4 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ inf({๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }, โ„, < ) โˆˆ (1...๐‘))
3012, 29eqeltrd 2834 . . 3 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ {๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ (๐‘ฆ ยท ๐ด) = 0 }) โ†’ (๐‘‚โ€˜๐ด) โˆˆ (1...๐‘))
313, 30sylan2br 596 . 2 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง (๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐‘ ยท ๐ด) = 0 )) โ†’ (๐‘‚โ€˜๐ด) โˆˆ (1...๐‘))
32313impb 1116 1 ((๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„• โˆง (๐‘ ยท ๐ด) = 0 ) โ†’ (๐‘‚โ€˜๐ด) โˆˆ (1...๐‘))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 397   โˆง w3a 1088   = wceq 1542   โˆˆ wcel 2107   โ‰  wne 2941  {crab 3433   โŠ† wss 3949  โˆ…c0 4323  ifcif 4529   class class class wbr 5149  โ€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  infcinf 9436  โ„cr 11109  0cc0 11110  1c1 11111   < clt 11248   โ‰ค cle 11249  โ„•cn 12212  โ„คcz 12558  โ„คโ‰ฅcuz 12822  ...cfz 13484  Basecbs 17144  0gc0g 17385  .gcmg 18950  odcod 19392
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-er 8703  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-sup 9437  df-inf 9438  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12213  df-n0 12473  df-z 12559  df-uz 12823  df-fz 13485  df-od 19396
This theorem is referenced by:  mndodconglem  19409  oddvdsnn0  19412  odnncl  19413  oddvds  19415  od1  19427
  Copyright terms: Public domain W3C validator