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

Theorem subgpgp 19338
Description: A subgroup of a p-group is a p-group. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Apr-2016.)
Assertion
Ref Expression
subgpgp ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑃 pGrp (𝐺s 𝑆))

Proof of Theorem subgpgp
Dummy variables 𝑥 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pgpprm 19334 . . 3 (𝑃 pGrp 𝐺𝑃 ∈ ℙ)
21adantr 481 . 2 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑃 ∈ ℙ)
3 eqid 2737 . . . 4 (𝐺s 𝑆) = (𝐺s 𝑆)
43subggrp 18890 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐺s 𝑆) ∈ Grp)
54adantl 482 . 2 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺s 𝑆) ∈ Grp)
6 eqid 2737 . . . . . . 7 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
7 eqid 2737 . . . . . . 7 (od‘𝐺) = (od‘𝐺)
86, 7ispgp 19333 . . . . . 6 (𝑃 pGrp 𝐺 ↔ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐺 ∈ Grp ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
98simp3bi 1147 . . . . 5 (𝑃 pGrp 𝐺 → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛))
109adantr 481 . . . 4 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛))
116subgss 18888 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ⊆ (Base‘𝐺))
1211adantl 482 . . . . . 6 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 ⊆ (Base‘𝐺))
13 ssralv 4008 . . . . . 6 (𝑆 ⊆ (Base‘𝐺) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) → ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
1412, 13syl 17 . . . . 5 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) → ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
15 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (od‘(𝐺s 𝑆)) = (od‘(𝐺s 𝑆))
163, 7, 15subgod 19311 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆) → ((od‘𝐺)‘𝑥) = ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥))
1716adantll 712 . . . . . . . 8 (((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥𝑆) → ((od‘𝐺)‘𝑥) = ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥))
1817eqeq1d 2739 . . . . . . 7 (((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥𝑆) → (((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) ↔ ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
1918rexbidv 3173 . . . . . 6 (((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥𝑆) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
2019ralbidva 3170 . . . . 5 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) ↔ ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
2114, 20sylibd 238 . . . 4 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) → ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
2210, 21mpd 15 . . 3 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛))
233subgbas 18891 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 = (Base‘(𝐺s 𝑆)))
2423adantl 482 . . . 4 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 = (Base‘(𝐺s 𝑆)))
2524raleqdv 3311 . . 3 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛) ↔ ∀𝑥 ∈ (Base‘(𝐺s 𝑆))∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
2622, 25mpbid 231 . 2 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ∀𝑥 ∈ (Base‘(𝐺s 𝑆))∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛))
27 eqid 2737 . . 3 (Base‘(𝐺s 𝑆)) = (Base‘(𝐺s 𝑆))
2827, 15ispgp 19333 . 2 (𝑃 pGrp (𝐺s 𝑆) ↔ (𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐺s 𝑆) ∈ Grp ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(𝐺s 𝑆))∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
292, 5, 26, 28syl3anbrc 1343 1 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑃 pGrp (𝐺s 𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396   = wceq 1541  wcel 2106  wral 3062  wrex 3071  wss 3908   class class class wbr 5103  cfv 6493  (class class class)co 7351  0cn0 12371  cexp 13921  cprime 16507  Basecbs 17043  s cress 17072  Grpcgrp 18708  SubGrpcsubg 18881  odcod 19265   pGrp cpgp 19267
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2708  ax-sep 5254  ax-nul 5261  ax-pow 5318  ax-pr 5382  ax-un 7664  ax-cnex 11065  ax-resscn 11066  ax-1cn 11067  ax-icn 11068  ax-addcl 11069  ax-addrcl 11070  ax-mulcl 11071  ax-mulrcl 11072  ax-mulcom 11073  ax-addass 11074  ax-mulass 11075  ax-distr 11076  ax-i2m1 11077  ax-1ne0 11078  ax-1rid 11079  ax-rnegex 11080  ax-rrecex 11081  ax-cnre 11082  ax-pre-lttri 11083  ax-pre-lttrn 11084  ax-pre-ltadd 11085  ax-pre-mulgt0 11086
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2815  df-nfc 2887  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3406  df-v 3445  df-sbc 3738  df-csb 3854  df-dif 3911  df-un 3913  df-in 3915  df-ss 3925  df-pss 3927  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4560  df-sn 4585  df-pr 4587  df-op 4591  df-uni 4864  df-iun 4954  df-br 5104  df-opab 5166  df-mpt 5187  df-tr 5221  df-id 5529  df-eprel 5535  df-po 5543  df-so 5544  df-fr 5586  df-we 5588  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6251  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6445  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7307  df-ov 7354  df-oprab 7355  df-mpo 7356  df-om 7795  df-1st 7913  df-2nd 7914  df-frecs 8204  df-wrecs 8235  df-recs 8309  df-rdg 8348  df-er 8606  df-en 8842  df-dom 8843  df-sdom 8844  df-sup 9336  df-inf 9337  df-pnf 11149  df-mnf 11150  df-xr 11151  df-ltxr 11152  df-le 11153  df-sub 11345  df-neg 11346  df-nn 12112  df-2 12174  df-n0 12372  df-z 12458  df-uz 12722  df-seq 13861  df-sets 16996  df-slot 17014  df-ndx 17026  df-base 17044  df-ress 17073  df-plusg 17106  df-0g 17283  df-mgm 18457  df-sgrp 18506  df-mnd 18517  df-submnd 18562  df-grp 18711  df-minusg 18712  df-mulg 18832  df-subg 18884  df-od 19269  df-pgp 19271
This theorem is referenced by:  pgpfaclem1  19819  pgpfaclem3  19821
  Copyright terms: Public domain W3C validator