Theorem prmsimpcyc 31058

Description: A group of prime order is cyclic if and only if it is simple. This is the first family of finite simple groups. (Contributed by Thierry Arnoux, 21-Sep-2023.)

Hypothesis

Ref	Expression
prmsimpcyc.1	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)

Assertion

Ref	Expression
prmsimpcyc	⊢ ((♯‘𝐵) ∈ ℙ → (𝐺 ∈ SimpGrp ↔ 𝐺 ∈ CycGrp))

Proof of Theorem prmsimpcyc

Step	Hyp	Ref	Expression
1		simpggrp 19335	. . 3 ⊢ (𝐺 ∈ SimpGrp → 𝐺 ∈ Grp)
2		id 22	. . 3 ⊢ ((♯‘𝐵) ∈ ℙ → (♯‘𝐵) ∈ ℙ)
3		prmsimpcyc.1	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐺)
4	3	prmcyg 19133	. . 3 ⊢ ((𝐺 ∈ Grp ∧ (♯‘𝐵) ∈ ℙ) → 𝐺 ∈ CycGrp)
5	1, 2, 4	syl2anr 600	. 2 ⊢ (((♯‘𝐵) ∈ ℙ ∧ 𝐺 ∈ SimpGrp) → 𝐺 ∈ CycGrp)
6		cyggrp 19128	. . . 4 ⊢ (𝐺 ∈ CycGrp → 𝐺 ∈ Grp)
7	6	adantl 485	. . 3 ⊢ (((♯‘𝐵) ∈ ℙ ∧ 𝐺 ∈ CycGrp) → 𝐺 ∈ Grp)
8		simpl 486	. . 3 ⊢ (((♯‘𝐵) ∈ ℙ ∧ 𝐺 ∈ CycGrp) → (♯‘𝐵) ∈ ℙ)
9	3, 7, 8	prmgrpsimpgd 19355	. 2 ⊢ (((♯‘𝐵) ∈ ℙ ∧ 𝐺 ∈ CycGrp) → 𝐺 ∈ SimpGrp)
10	5, 9	impbida 801	1 ⊢ ((♯‘𝐵) ∈ ℙ → (𝐺 ∈ SimpGrp ↔ 𝐺 ∈ CycGrp))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 399   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  ‘cfv 6339  ♯chash 13782  ℙcprime 16112  Basecbs 16586  Grpcgrp 18219  CycGrpccyg 19115  SimpGrpcsimpg 19331

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1975  ax-7 2020  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2162  ax-12 2179  ax-ext 2710  ax-rep 5154  ax-sep 5167  ax-nul 5174  ax-pow 5232  ax-pr 5296  ax-un 7479  ax-inf2 9177  ax-cnex 10671  ax-resscn 10672  ax-1cn 10673  ax-icn 10674  ax-addcl 10675  ax-addrcl 10676  ax-mulcl 10677  ax-mulrcl 10678  ax-mulcom 10679  ax-addass 10680  ax-mulass 10681  ax-distr 10682  ax-i2m1 10683  ax-1ne0 10684  ax-1rid 10685  ax-rnegex 10686  ax-rrecex 10687  ax-cnre 10688  ax-pre-lttri 10689  ax-pre-lttrn 10690  ax-pre-ltadd 10691  ax-pre-mulgt0 10692  ax-pre-sup 10693

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 400  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2075  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2717  df-cleq 2730  df-clel 2811  df-nfc 2881  df-ne 2935  df-nel 3039  df-ral 3058  df-rex 3059  df-reu 3060  df-rmo 3061  df-rab 3062  df-v 3400  df-sbc 3681  df-csb 3791  df-dif 3846  df-un 3848  df-in 3850  df-ss 3860  df-pss 3862  df-nul 4212  df-if 4415  df-pw 4490  df-sn 4517  df-pr 4519  df-tp 4521  df-op 4523  df-uni 4797  df-int 4837  df-iun 4883  df-disj 4996  df-br 5031  df-opab 5093  df-mpt 5111  df-tr 5137  df-id 5429  df-eprel 5434  df-po 5442  df-so 5443  df-fr 5483  df-se 5484  df-we 5485  df-xp 5531  df-rel 5532  df-cnv 5533  df-co 5534  df-dm 5535  df-rn 5536  df-res 5537  df-ima 5538  df-pred 6129  df-ord 6175  df-on 6176  df-lim 6177  df-suc 6178  df-iota 6297  df-fun 6341  df-fn 6342  df-f 6343  df-f1 6344  df-fo 6345  df-f1o 6346  df-fv 6347  df-isom 6348  df-riota 7127  df-ov 7173  df-oprab 7174  df-mpo 7175  df-om 7600  df-1st 7714  df-2nd 7715  df-wrecs 7976  df-recs 8037  df-rdg 8075  df-1o 8131  df-2o 8132  df-oadd 8135  df-omul 8136  df-er 8320  df-ec 8322  df-qs 8326  df-map 8439  df-en 8556  df-dom 8557  df-sdom 8558  df-fin 8559  df-sup 8979  df-inf 8980  df-oi 9047  df-card 9441  df-acn 9444  df-pnf 10755  df-mnf 10756  df-xr 10757  df-ltxr 10758  df-le 10759  df-sub 10950  df-neg 10951  df-div 11376  df-nn 11717  df-2 11779  df-3 11780  df-n0 11977  df-z 12063  df-uz 12325  df-rp 12473  df-fz 12982  df-fzo 13125  df-fl 13253  df-mod 13329  df-seq 13461  df-exp 13522  df-hash 13783  df-cj 14548  df-re 14549  df-im 14550  df-sqrt 14684  df-abs 14685  df-clim 14935  df-sum 15136  df-dvds 15700  df-prm 16113  df-ndx 16589  df-slot 16590  df-base 16592  df-sets 16593  df-ress 16594  df-plusg 16681  df-0g 16818  df-mgm 17968  df-sgrp 18017  df-mnd 18028  df-grp 18222  df-minusg 18223  df-sbg 18224  df-mulg 18343  df-subg 18394  df-nsg 18395  df-eqg 18396  df-od 18774  df-cyg 19116  df-simpg 19332

This theorem is referenced by: (None)