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

Theorem torsubg 19774
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 6074 . . . 4 (◑𝑂 β€œ β„•) βŠ† dom 𝑂
2 eqid 2726 . . . . . 6 (Baseβ€˜πΊ) = (Baseβ€˜πΊ)
3 torsubg.1 . . . . . 6 𝑂 = (odβ€˜πΊ)
42, 3odf 19457 . . . . 5 𝑂:(Baseβ€˜πΊ)βŸΆβ„•0
54fdmi 6723 . . . 4 dom 𝑂 = (Baseβ€˜πΊ)
61, 5sseqtri 4013 . . 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 19705 . . . . 5 (𝐺 ∈ Abel β†’ 𝐺 ∈ Grp)
9 eqid 2726 . . . . . 6 (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜πΊ)
102, 9grpidcl 18895 . . . . 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 19479 . . . . . 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 12227 . . . . 5 1 ∈ β„•
1513, 14eqeltrdi 2835 . . . 4 (𝐺 ∈ Abel β†’ (π‘‚β€˜(0gβ€˜πΊ)) ∈ β„•)
16 ffn 6711 . . . . . 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 7053 . . . . 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 4330 . 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 3973 . . . . . . . 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 3973 . . . . . . . 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 2726 . . . . . . . 8 (+gβ€˜πΊ) = (+gβ€˜πΊ)
282, 27grpcl 18871 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
2922, 24, 26, 28syl3anc 1368 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
30 0nnn 12252 . . . . . . . . 9 Β¬ 0 ∈ β„•
312, 3odcl 19456 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12588 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„€)
342, 3odcl 19456 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12588 . . . . . . . . . . . . . . 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 12538 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„‚)
3938mul02d 11416 . . . . . . . . . . . 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 5151 . . . . . . . . . . 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 12676 . . . . . . . . . . . 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 7053 . . . . . . . . . . . . . . 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 7053 . . . . . . . . . . . . . . 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 12269 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„•)
54 eleq1 2815 . . . . . . . . . . 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 19768 . . . . . . . . . 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 1368 . . . . . . . . 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 7412 . . . . . . . . . 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 5151 . . . . . . . . 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 19456 . . . . . . . . . 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 12478 . . . . . . . . 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 7053 . . . . . . 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 3140 . . . 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 2726 . . . . . . 7 (invgβ€˜πΊ) = (invgβ€˜πΊ)
762, 75grpinvcl 18917 . . . . . 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 19481 . . . . . . 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 2827 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) ∈ β„•)
82 elpreima 7053 . . . . . 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 3140 . 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 19068 . . 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 1339 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 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2934  βˆ€wral 3055   βŠ† wss 3943  βˆ…c0 4317   class class class wbr 5141  β—‘ccnv 5668  dom cdm 5669   β€œ cima 5672   Fn wfn 6532  βŸΆwf 6533  β€˜cfv 6537  (class class class)co 7405  0cc0 11112  1c1 11113   Β· cmul 11117  β„•cn 12216  β„•0cn0 12476  β„€cz 12562   βˆ₯ cdvds 16204   gcd cgcd 16442  Basecbs 17153  +gcplusg 17206  0gc0g 17394  Grpcgrp 18863  invgcminusg 18864  SubGrpcsubg 19047  odcod 19444  Abelcabl 19701
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-sup 9439  df-inf 9440  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-rp 12981  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-fl 13763  df-mod 13841  df-seq 13973  df-exp 14033  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-dvds 16205  df-gcd 16443  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-0g 17396  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-sbg 18868  df-mulg 18996  df-subg 19050  df-od 19448  df-cmn 19702  df-abl 19703
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator