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

Theorem torsubg 19770
Description: The set of all elements of finite order forms a subgroup of any abelian group, called the torsion subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Oct-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
torsubg.1 𝑂 = (odβ€˜πΊ)
Assertion
Ref Expression
torsubg (𝐺 ∈ Abel β†’ (◑𝑂 β€œ β„•) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))

Proof of Theorem torsubg
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cnvimass 6080 . . . 4 (◑𝑂 β€œ β„•) βŠ† dom 𝑂
2 eqid 2731 . . . . . 6 (Baseβ€˜πΊ) = (Baseβ€˜πΊ)
3 torsubg.1 . . . . . 6 𝑂 = (odβ€˜πΊ)
42, 3odf 19453 . . . . 5 𝑂:(Baseβ€˜πΊ)βŸΆβ„•0
54fdmi 6729 . . . 4 dom 𝑂 = (Baseβ€˜πΊ)
61, 5sseqtri 4018 . . 3 (◑𝑂 β€œ β„•) βŠ† (Baseβ€˜πΊ)
76a1i 11 . 2 (𝐺 ∈ Abel β†’ (◑𝑂 β€œ β„•) βŠ† (Baseβ€˜πΊ))
8 ablgrp 19701 . . . . 5 (𝐺 ∈ Abel β†’ 𝐺 ∈ Grp)
9 eqid 2731 . . . . . 6 (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜πΊ)
102, 9grpidcl 18893 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
118, 10syl 17 . . . 4 (𝐺 ∈ Abel β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
123, 9od1 19475 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Grp β†’ (π‘‚β€˜(0gβ€˜πΊ)) = 1)
138, 12syl 17 . . . . 5 (𝐺 ∈ Abel β†’ (π‘‚β€˜(0gβ€˜πΊ)) = 1)
14 1nn 12230 . . . . 5 1 ∈ β„•
1513, 14eqeltrdi 2840 . . . 4 (𝐺 ∈ Abel β†’ (π‘‚β€˜(0gβ€˜πΊ)) ∈ β„•)
16 ffn 6717 . . . . . 6 (𝑂:(Baseβ€˜πΊ)βŸΆβ„•0 β†’ 𝑂 Fn (Baseβ€˜πΊ))
174, 16ax-mp 5 . . . . 5 𝑂 Fn (Baseβ€˜πΊ)
18 elpreima 7059 . . . . 5 (𝑂 Fn (Baseβ€˜πΊ) β†’ ((0gβ€˜πΊ) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ ((0gβ€˜πΊ) ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜(0gβ€˜πΊ)) ∈ β„•)))
1917, 18ax-mp 5 . . . 4 ((0gβ€˜πΊ) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ ((0gβ€˜πΊ) ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜(0gβ€˜πΊ)) ∈ β„•))
2011, 15, 19sylanbrc 582 . . 3 (𝐺 ∈ Abel β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
2120ne0d 4335 . 2 (𝐺 ∈ Abel β†’ (◑𝑂 β€œ β„•) β‰  βˆ…)
228ad2antrr 723 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ 𝐺 ∈ Grp)
236sseli 3978 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) β†’ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ))
2423ad2antlr 724 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ))
256sseli 3978 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) β†’ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ))
2625adantl 481 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ))
27 eqid 2731 . . . . . . . 8 (+gβ€˜πΊ) = (+gβ€˜πΊ)
282, 27grpcl 18869 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
2922, 24, 26, 28syl3anc 1370 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
30 0nnn 12255 . . . . . . . . 9 Β¬ 0 ∈ β„•
312, 3odcl 19452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•0)
3224, 31syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•0)
3332nn0zd 12591 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„€)
342, 3odcl 19452 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•0)
3526, 34syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•0)
3635nn0zd 12591 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„€)
3733, 36gcdcld 16456 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„•0)
3837nn0cnd 12541 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„‚)
3938mul02d 11419 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (0 Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) = 0)
4039breq1d 5158 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((0 Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ↔ 0 βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦))))
4133, 36zmulcld 12679 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„€)
42 0dvds 16227 . . . . . . . . . . . 12 (((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„€ β†’ (0 βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ↔ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) = 0))
4341, 42syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (0 βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ↔ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) = 0))
4440, 43bitrd 279 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((0 Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ↔ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) = 0))
45 elpreima 7059 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑂 Fn (Baseβ€˜πΊ) β†’ (π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•)))
4617, 45ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 (π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ (π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•))
4746simprbi 496 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•)
4847ad2antlr 724 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•)
49 elpreima 7059 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑂 Fn (Baseβ€˜πΊ) β†’ (𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ (𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•)))
5017, 49ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ (𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•))
5150simprbi 496 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•)
5251adantl 481 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•)
5348, 52nnmulcld 12272 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„•)
54 eleq1 2820 . . . . . . . . . . 11 (((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) = 0 β†’ (((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„• ↔ 0 ∈ β„•))
5553, 54syl5ibcom 244 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) = 0 β†’ 0 ∈ β„•))
5644, 55sylbid 239 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((0 Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) β†’ 0 ∈ β„•))
5730, 56mtoi 198 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ Β¬ (0 Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)))
58 simpll 764 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ 𝐺 ∈ Abel)
593, 2, 27odadd1 19764 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)))
6058, 24, 26, 59syl3anc 1370 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)))
61 oveq1 7419 . . . . . . . . . 10 ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) = 0 β†’ ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) = (0 Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))))
6261breq1d 5158 . . . . . . . . 9 ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) = 0 β†’ (((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ↔ (0 Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦))))
6360, 62syl5ibcom 244 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) = 0 β†’ (0 Β· ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦))) βˆ₯ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦))))
6457, 63mtod 197 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ Β¬ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) = 0)
652, 3odcl 19452 . . . . . . . . . 10 ((π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ) β†’ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„•0)
6629, 65syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„•0)
67 elnn0 12481 . . . . . . . . 9 ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„•0 ↔ ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„• ∨ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) = 0))
6866, 67sylib 217 . . . . . . . 8 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„• ∨ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) = 0))
6968ord 861 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (Β¬ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„• β†’ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) = 0))
7064, 69mt3d 148 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„•)
71 elpreima 7059 . . . . . . 7 (𝑂 Fn (Baseβ€˜πΊ) β†’ ((π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ ((π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„•)))
7217, 71ax-mp 5 . . . . . 6 ((π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ ((π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦)) ∈ β„•))
7329, 70, 72sylanbrc 582 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
7473ralrimiva 3145 . . . 4 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ βˆ€π‘¦ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
75 eqid 2731 . . . . . . 7 (invgβ€˜πΊ) = (invgβ€˜πΊ)
762, 75grpinvcl 18915 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
778, 23, 76syl2an 595 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
783, 75, 2odinv 19477 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) = (π‘‚β€˜π‘₯))
798, 23, 78syl2an 595 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) = (π‘‚β€˜π‘₯))
8047adantl 481 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•)
8179, 80eqeltrd 2832 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) ∈ β„•)
82 elpreima 7059 . . . . . 6 (𝑂 Fn (Baseβ€˜πΊ) β†’ (((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ (((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) ∈ β„•)))
8317, 82ax-mp 5 . . . . 5 (((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ↔ (((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) ∈ β„•))
8477, 81, 83sylanbrc 582 . . . 4 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
8574, 84jca 511 . . 3 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (βˆ€π‘¦ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ∧ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)))
8685ralrimiva 3145 . 2 (𝐺 ∈ Abel β†’ βˆ€π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)(βˆ€π‘¦ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ∧ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)))
872, 27, 75issubg2 19064 . . 3 (𝐺 ∈ Grp β†’ ((◑𝑂 β€œ β„•) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ↔ ((◑𝑂 β€œ β„•) βŠ† (Baseβ€˜πΊ) ∧ (◑𝑂 β€œ β„•) β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)(βˆ€π‘¦ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ∧ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)))))
888, 87syl 17 . 2 (𝐺 ∈ Abel β†’ ((◑𝑂 β€œ β„•) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ) ↔ ((◑𝑂 β€œ β„•) βŠ† (Baseβ€˜πΊ) ∧ (◑𝑂 β€œ β„•) β‰  βˆ… ∧ βˆ€π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)(βˆ€π‘¦ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)(π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) ∧ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)))))
897, 21, 86, 88mpbir3and 1341 1 (𝐺 ∈ Abel β†’ (◑𝑂 β€œ β„•) ∈ (SubGrpβ€˜πΊ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   ∨ wo 844   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105   β‰  wne 2939  βˆ€wral 3060   βŠ† wss 3948  βˆ…c0 4322   class class class wbr 5148  β—‘ccnv 5675  dom cdm 5676   β€œ cima 5679   Fn wfn 6538  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7412  0cc0 11116  1c1 11117   Β· cmul 11121  β„•cn 12219  β„•0cn0 12479  β„€cz 12565   βˆ₯ cdvds 16204   gcd cgcd 16442  Basecbs 17151  +gcplusg 17204  0gc0g 17392  Grpcgrp 18861  invgcminusg 18862  SubGrpcsubg 19043  odcod 19440  Abelcabl 19697
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11172  ax-resscn 11173  ax-1cn 11174  ax-icn 11175  ax-addcl 11176  ax-addrcl 11177  ax-mulcl 11178  ax-mulrcl 11179  ax-mulcom 11180  ax-addass 11181  ax-mulass 11182  ax-distr 11183  ax-i2m1 11184  ax-1ne0 11185  ax-1rid 11186  ax-rnegex 11187  ax-rrecex 11188  ax-cnre 11189  ax-pre-lttri 11190  ax-pre-lttrn 11191  ax-pre-ltadd 11192  ax-pre-mulgt0 11193  ax-pre-sup 11194
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7860  df-1st 7979  df-2nd 7980  df-frecs 8272  df-wrecs 8303  df-recs 8377  df-rdg 8416  df-er 8709  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-sup 9443  df-inf 9444  df-pnf 11257  df-mnf 11258  df-xr 11259  df-ltxr 11260  df-le 11261  df-sub 11453  df-neg 11454  df-div 11879  df-nn 12220  df-2 12282  df-3 12283  df-n0 12480  df-z 12566  df-uz 12830  df-rp 12982  df-fz 13492  df-fzo 13635  df-fl 13764  df-mod 13842  df-seq 13974  df-exp 14035  df-cj 15053  df-re 15054  df-im 15055  df-sqrt 15189  df-abs 15190  df-dvds 16205  df-gcd 16443  df-sets 17104  df-slot 17122  df-ndx 17134  df-base 17152  df-ress 17181  df-plusg 17217  df-0g 17394  df-mgm 18571  df-sgrp 18650  df-mnd 18666  df-grp 18864  df-minusg 18865  df-sbg 18866  df-mulg 18994  df-subg 19046  df-od 19444  df-cmn 19698  df-abl 19699
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator