MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pgpfac1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pgpfac1 19202
Description: Factorization of a finite abelian p-group. There is a direct product decomposition of any abelian group of prime-power order where one of the factors is cyclic and generated by an element of maximal order. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
pgpfac1.k 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
pgpfac1.s 𝑆 = (𝐾‘{𝐴})
pgpfac1.b 𝐵 = (Base‘𝐺)
pgpfac1.o 𝑂 = (od‘𝐺)
pgpfac1.e 𝐸 = (gEx‘𝐺)
pgpfac1.z 0 = (0g𝐺)
pgpfac1.l = (LSSum‘𝐺)
pgpfac1.p (𝜑𝑃 pGrp 𝐺)
pgpfac1.g (𝜑𝐺 ∈ Abel)
pgpfac1.n (𝜑𝐵 ∈ Fin)
pgpfac1.oe (𝜑 → (𝑂𝐴) = 𝐸)
pgpfac1.ab (𝜑𝐴𝐵)
Assertion
Ref Expression
pgpfac1 (𝜑 → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝐵))
Distinct variable groups:   𝑡, 0   𝑡,𝐴   𝑡,   𝑡,𝑃   𝑡,𝐵   𝑡,𝐺   𝑡,𝑆   𝜑,𝑡   𝑡,𝐾
Allowed substitution hints:   𝐸(𝑡)   𝑂(𝑡)

Proof of Theorem pgpfac1
Dummy variables 𝑠 𝑢 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pgpfac1.g . . 3 (𝜑𝐺 ∈ Abel)
2 ablgrp 18911 . . 3 (𝐺 ∈ Abel → 𝐺 ∈ Grp)
3 pgpfac1.b . . . 4 𝐵 = (Base‘𝐺)
43subgid 18281 . . 3 (𝐺 ∈ Grp → 𝐵 ∈ (SubGrp‘𝐺))
51, 2, 43syl 18 . 2 (𝜑𝐵 ∈ (SubGrp‘𝐺))
6 pgpfac1.ab . 2 (𝜑𝐴𝐵)
7 pgpfac1.n . . 3 (𝜑𝐵 ∈ Fin)
8 eleq1 2903 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑢 → (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ 𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺)))
9 eleq2 2904 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑢 → (𝐴𝑠𝐴𝑢))
108, 9anbi12d 633 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑢 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) ↔ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢)))
11 eqeq2 2836 . . . . . . . 8 (𝑠 = 𝑢 → ((𝑆 𝑡) = 𝑠 ↔ (𝑆 𝑡) = 𝑢))
1211anbi2d 631 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑢 → (((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠) ↔ ((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢)))
1312rexbidv 3289 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑢 → (∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠) ↔ ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢)))
1410, 13imbi12d 348 . . . . 5 (𝑠 = 𝑢 → (((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)) ↔ ((𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢))))
1514imbi2d 344 . . . 4 (𝑠 = 𝑢 → ((𝜑 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))) ↔ (𝜑 → ((𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢)))))
16 eleq1 2903 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝐵 → (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ↔ 𝐵 ∈ (SubGrp‘𝐺)))
17 eleq2 2904 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝐵 → (𝐴𝑠𝐴𝐵))
1816, 17anbi12d 633 . . . . . 6 (𝑠 = 𝐵 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) ↔ (𝐵 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝐵)))
19 eqeq2 2836 . . . . . . . 8 (𝑠 = 𝐵 → ((𝑆 𝑡) = 𝑠 ↔ (𝑆 𝑡) = 𝐵))
2019anbi2d 631 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝐵 → (((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠) ↔ ((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝐵)))
2120rexbidv 3289 . . . . . 6 (𝑠 = 𝐵 → (∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠) ↔ ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝐵)))
2218, 21imbi12d 348 . . . . 5 (𝑠 = 𝐵 → (((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)) ↔ ((𝐵 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝐵) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝐵))))
2322imbi2d 344 . . . 4 (𝑠 = 𝐵 → ((𝜑 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))) ↔ (𝜑 → ((𝐵 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝐵) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝐵)))))
24 bi2.04 392 . . . . . . . . . . 11 ((𝑠𝑢 → (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐴𝑠 → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) ↔ (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝑠𝑢 → (𝐴𝑠 → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
25 impexp 454 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)) ↔ (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐴𝑠 → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))))
2625imbi2i 339 . . . . . . . . . . 11 ((𝑠𝑢 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))) ↔ (𝑠𝑢 → (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐴𝑠 → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
27 impexp 454 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)) ↔ (𝑠𝑢 → (𝐴𝑠 → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))))
2827imbi2i 339 . . . . . . . . . . 11 ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))) ↔ (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝑠𝑢 → (𝐴𝑠 → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
2924, 26, 283bitr4i 306 . . . . . . . . . 10 ((𝑠𝑢 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))) ↔ (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))))
3029imbi2i 339 . . . . . . . . 9 ((𝜑 → (𝑠𝑢 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) ↔ (𝜑 → (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
31 bi2.04 392 . . . . . . . . 9 ((𝑠𝑢 → (𝜑 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) ↔ (𝜑 → (𝑠𝑢 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
32 bi2.04 392 . . . . . . . . 9 ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝜑 → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) ↔ (𝜑 → (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
3330, 31, 323bitr4i 306 . . . . . . . 8 ((𝑠𝑢 → (𝜑 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) ↔ (𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝜑 → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
3433albii 1821 . . . . . . 7 (∀𝑠(𝑠𝑢 → (𝜑 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) ↔ ∀𝑠(𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝜑 → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
35 df-ral 3138 . . . . . . 7 (∀𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺)(𝜑 → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))) ↔ ∀𝑠(𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝜑 → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))))
36 r19.21v 3170 . . . . . . 7 (∀𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺)(𝜑 → ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))) ↔ (𝜑 → ∀𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))))
3734, 35, 363bitr2i 302 . . . . . 6 (∀𝑠(𝑠𝑢 → (𝜑 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) ↔ (𝜑 → ∀𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))))
38 psseq1 4050 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑠 → (𝑥𝑢𝑠𝑢))
39 eleq2 2904 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑠 → (𝐴𝑥𝐴𝑠))
4038, 39anbi12d 633 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑠 → ((𝑥𝑢𝐴𝑥) ↔ (𝑠𝑢𝐴𝑠)))
41 ineq2 4168 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑡 → (𝑆𝑦) = (𝑆𝑡))
4241eqeq1d 2826 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑡 → ((𝑆𝑦) = { 0 } ↔ (𝑆𝑡) = { 0 }))
43 oveq2 7157 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑡 → (𝑆 𝑦) = (𝑆 𝑡))
4443eqeq1d 2826 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑡 → ((𝑆 𝑦) = 𝑥 ↔ (𝑆 𝑡) = 𝑥))
4542, 44anbi12d 633 . . . . . . . . . . . 12 (𝑦 = 𝑡 → (((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥) ↔ ((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑥)))
4645cbvrexvw 3435 . . . . . . . . . . 11 (∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥) ↔ ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑥))
47 eqeq2 2836 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = 𝑠 → ((𝑆 𝑡) = 𝑥 ↔ (𝑆 𝑡) = 𝑠))
4847anbi2d 631 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = 𝑠 → (((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑥) ↔ ((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))
4948rexbidv 3289 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = 𝑠 → (∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑥) ↔ ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))
5046, 49syl5bb 286 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = 𝑠 → (∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥) ↔ ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))
5140, 50imbi12d 348 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑠 → (((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ↔ ((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))))
5251cbvralvw 3434 . . . . . . . 8 (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ↔ ∀𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))
53 pgpfac1.k . . . . . . . . . 10 𝐾 = (mrCls‘(SubGrp‘𝐺))
54 pgpfac1.s . . . . . . . . . 10 𝑆 = (𝐾‘{𝐴})
55 pgpfac1.o . . . . . . . . . 10 𝑂 = (od‘𝐺)
56 pgpfac1.e . . . . . . . . . 10 𝐸 = (gEx‘𝐺)
57 pgpfac1.z . . . . . . . . . 10 0 = (0g𝐺)
58 pgpfac1.l . . . . . . . . . 10 = (LSSum‘𝐺)
59 pgpfac1.p . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑃 pGrp 𝐺)
6059adantr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → 𝑃 pGrp 𝐺)
611adantr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → 𝐺 ∈ Abel)
627adantr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → 𝐵 ∈ Fin)
63 pgpfac1.oe . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑂𝐴) = 𝐸)
6463adantr 484 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → (𝑂𝐴) = 𝐸)
65 simprrl 780 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → 𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺))
66 simprrr 781 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → 𝐴𝑢)
67 simprl 770 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → ∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)))
6867, 52sylib 221 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → ∀𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))
6953, 54, 3, 55, 56, 57, 58, 60, 61, 62, 64, 65, 66, 68pgpfac1lem5 19201 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) ∧ (𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢))) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢))
7069exp32 424 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑥𝑢𝐴𝑥) → ∃𝑦 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑦) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑦) = 𝑥)) → ((𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢))))
7152, 70syl5bir 246 . . . . . . 7 (𝜑 → (∀𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)) → ((𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢))))
7271a2i 14 . . . . . 6 ((𝜑 → ∀𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑠𝑢𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠))) → (𝜑 → ((𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢))))
7337, 72sylbi 220 . . . . 5 (∀𝑠(𝑠𝑢 → (𝜑 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) → (𝜑 → ((𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢))))
7473a1i 11 . . . 4 (𝑢 ∈ Fin → (∀𝑠(𝑠𝑢 → (𝜑 → ((𝑠 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑠) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑠)))) → (𝜑 → ((𝑢 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝑢) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝑢)))))
7515, 23, 74findcard3 8758 . . 3 (𝐵 ∈ Fin → (𝜑 → ((𝐵 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝐵) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝐵))))
767, 75mpcom 38 . 2 (𝜑 → ((𝐵 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝐴𝐵) → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝐵)))
775, 6, 76mp2and 698 1 (𝜑 → ∃𝑡 ∈ (SubGrp‘𝐺)((𝑆𝑡) = { 0 } ∧ (𝑆 𝑡) = 𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 399  wal 1536   = wceq 1538  wcel 2115  wral 3133  wrex 3134  cin 3918  wpss 3920  {csn 4550   class class class wbr 5052  cfv 6343  (class class class)co 7149  Fincfn 8505  Basecbs 16483  0gc0g 16713  mrClscmrc 16854  Grpcgrp 18103  SubGrpcsubg 18273  odcod 18652  gExcgex 18653   pGrp cpgp 18654  LSSumclsm 18759  Abelcabl 18907
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 2179  ax-ext 2796  ax-rep 5176  ax-sep 5189  ax-nul 5196  ax-pow 5253  ax-pr 5317  ax-un 7455  ax-inf2 9101  ax-cnex 10591  ax-resscn 10592  ax-1cn 10593  ax-icn 10594  ax-addcl 10595  ax-addrcl 10596  ax-mulcl 10597  ax-mulrcl 10598  ax-mulcom 10599  ax-addass 10600  ax-mulass 10601  ax-distr 10602  ax-i2m1 10603  ax-1ne0 10604  ax-1rid 10605  ax-rnegex 10606  ax-rrecex 10607  ax-cnre 10608  ax-pre-lttri 10609  ax-pre-lttrn 10610  ax-pre-ltadd 10611  ax-pre-mulgt0 10612  ax-pre-sup 10613
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1541  df-fal 1551  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2071  df-mo 2624  df-eu 2655  df-clab 2803  df-cleq 2817  df-clel 2896  df-nfc 2964  df-ne 3015  df-nel 3119  df-ral 3138  df-rex 3139  df-reu 3140  df-rmo 3141  df-rab 3142  df-v 3482  df-sbc 3759  df-csb 3867  df-dif 3922  df-un 3924  df-in 3926  df-ss 3936  df-pss 3938  df-nul 4277  df-if 4451  df-pw 4524  df-sn 4551  df-pr 4553  df-tp 4555  df-op 4557  df-uni 4825  df-int 4863  df-iun 4907  df-iin 4908  df-disj 5018  df-br 5053  df-opab 5115  df-mpt 5133  df-tr 5159  df-id 5447  df-eprel 5452  df-po 5461  df-so 5462  df-fr 5501  df-se 5502  df-we 5503  df-xp 5548  df-rel 5549  df-cnv 5550  df-co 5551  df-dm 5552  df-rn 5553  df-res 5554  df-ima 5555  df-pred 6135  df-ord 6181  df-on 6182  df-lim 6183  df-suc 6184  df-iota 6302  df-fun 6345  df-fn 6346  df-f 6347  df-f1 6348  df-fo 6349  df-f1o 6350  df-fv 6351  df-isom 6352  df-riota 7107  df-ov 7152  df-oprab 7153  df-mpo 7154  df-rpss 7443  df-om 7575  df-1st 7684  df-2nd 7685  df-wrecs 7943  df-recs 8004  df-rdg 8042  df-1o 8098  df-2o 8099  df-oadd 8102  df-omul 8103  df-er 8285  df-ec 8287  df-qs 8291  df-map 8404  df-en 8506  df-dom 8507  df-sdom 8508  df-fin 8509  df-sup 8903  df-inf 8904  df-oi 8971  df-dju 9327  df-card 9365  df-acn 9368  df-pnf 10675  df-mnf 10676  df-xr 10677  df-ltxr 10678  df-le 10679  df-sub 10870  df-neg 10871  df-div 11296  df-nn 11635  df-2 11697  df-3 11698  df-n0 11895  df-xnn0 11965  df-z 11979  df-uz 12241  df-q 12346  df-rp 12387  df-fz 12895  df-fzo 13038  df-fl 13166  df-mod 13242  df-seq 13374  df-exp 13435  df-fac 13639  df-bc 13668  df-hash 13696  df-cj 14458  df-re 14459  df-im 14460  df-sqrt 14594  df-abs 14595  df-clim 14845  df-sum 15043  df-dvds 15608  df-gcd 15842  df-prm 16014  df-pc 16172  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-ress 16491  df-plusg 16578  df-0g 16715  df-mre 16857  df-mrc 16858  df-acs 16860  df-mgm 17852  df-sgrp 17901  df-mnd 17912  df-submnd 17957  df-grp 18106  df-minusg 18107  df-sbg 18108  df-mulg 18225  df-subg 18276  df-eqg 18278  df-ga 18420  df-cntz 18447  df-od 18656  df-gex 18657  df-pgp 18658  df-lsm 18761  df-cmn 18908  df-abl 18909
This theorem is referenced by:  pgpfaclem3  19205
  Copyright terms: Public domain W3C validator