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

Theorem torsubg 19816
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 6090 . . . 4 (◑𝑂 β€œ β„•) βŠ† dom 𝑂
2 eqid 2728 . . . . . 6 (Baseβ€˜πΊ) = (Baseβ€˜πΊ)
3 torsubg.1 . . . . . 6 𝑂 = (odβ€˜πΊ)
42, 3odf 19499 . . . . 5 𝑂:(Baseβ€˜πΊ)βŸΆβ„•0
54fdmi 6739 . . . 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 19747 . . . . 5 (𝐺 ∈ Abel β†’ 𝐺 ∈ Grp)
9 eqid 2728 . . . . . 6 (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜πΊ)
102, 9grpidcl 18929 . . . . 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 19521 . . . . . 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 12261 . . . . 5 1 ∈ β„•
1513, 14eqeltrdi 2837 . . . 4 (𝐺 ∈ Abel β†’ (π‘‚β€˜(0gβ€˜πΊ)) ∈ β„•)
16 ffn 6727 . . . . . 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 7072 . . . . 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 581 . . 3 (𝐺 ∈ Abel β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
2120ne0d 4339 . 2 (𝐺 ∈ Abel β†’ (◑𝑂 β€œ β„•) β‰  βˆ…)
228ad2antrr 724 . . . . . . 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 725 . . . . . . 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 480 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ))
27 eqid 2728 . . . . . . . 8 (+gβ€˜πΊ) = (+gβ€˜πΊ)
282, 27grpcl 18905 . . . . . . 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 12286 . . . . . . . . 9 Β¬ 0 ∈ β„•
312, 3odcl 19498 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12622 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„€)
342, 3odcl 19498 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12622 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„€)
3733, 36gcdcld 16490 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„•0)
3837nn0cnd 12572 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„‚)
3938mul02d 11450 . . . . . . . . . . . 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 5162 . . . . . . . . . . 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 12710 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„€)
42 0dvds 16261 . . . . . . . . . . . 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 278 . . . . . . . . . 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 7072 . . . . . . . . . . . . . . 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 495 . . . . . . . . . . . . 13 (π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•)
4847ad2antlr 725 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•)
49 elpreima 7072 . . . . . . . . . . . . . . 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 495 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•)
5251adantl 480 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•)
5348, 52nnmulcld 12303 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„•)
54 eleq1 2817 . . . . . . . . . . 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 765 . . . . . . . . . 10 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ 𝐺 ∈ Abel)
593, 2, 27odadd1 19810 . . . . . . . . . 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 7433 . . . . . . . . . 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 5162 . . . . . . . . 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 19498 . . . . . . . . . 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 12512 . . . . . . . . 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 862 . . . . . . 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 7072 . . . . . . 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 581 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
7473ralrimiva 3143 . . . 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 2728 . . . . . . 7 (invgβ€˜πΊ) = (invgβ€˜πΊ)
762, 75grpinvcl 18951 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
778, 23, 76syl2an 594 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
783, 75, 2odinv 19523 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) = (π‘‚β€˜π‘₯))
798, 23, 78syl2an 594 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) = (π‘‚β€˜π‘₯))
8047adantl 480 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•)
8179, 80eqeltrd 2829 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) ∈ β„•)
82 elpreima 7072 . . . . . 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 581 . . . 4 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
8574, 84jca 510 . . 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 3143 . 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 19103 . . 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 394   ∨ wo 845   ∧ w3a 1084   = wceq 1533   ∈ wcel 2098   β‰  wne 2937  βˆ€wral 3058   βŠ† wss 3949  βˆ…c0 4326   class class class wbr 5152  β—‘ccnv 5681  dom cdm 5682   β€œ cima 5685   Fn wfn 6548  βŸΆwf 6549  β€˜cfv 6553  (class class class)co 7426  0cc0 11146  1c1 11147   Β· cmul 11151  β„•cn 12250  β„•0cn0 12510  β„€cz 12596   βˆ₯ cdvds 16238   gcd cgcd 16476  Basecbs 17187  +gcplusg 17240  0gc0g 17428  Grpcgrp 18897  invgcminusg 18898  SubGrpcsubg 19082  odcod 19486  Abelcabl 19743
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 2166  ax-ext 2699  ax-sep 5303  ax-nul 5310  ax-pow 5369  ax-pr 5433  ax-un 7746  ax-cnex 11202  ax-resscn 11203  ax-1cn 11204  ax-icn 11205  ax-addcl 11206  ax-addrcl 11207  ax-mulcl 11208  ax-mulrcl 11209  ax-mulcom 11210  ax-addass 11211  ax-mulass 11212  ax-distr 11213  ax-i2m1 11214  ax-1ne0 11215  ax-1rid 11216  ax-rnegex 11217  ax-rrecex 11218  ax-cnre 11219  ax-pre-lttri 11220  ax-pre-lttrn 11221  ax-pre-ltadd 11222  ax-pre-mulgt0 11223  ax-pre-sup 11224
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2706  df-cleq 2720  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3374  df-reu 3375  df-rab 3431  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4327  df-if 4533  df-pw 4608  df-sn 4633  df-pr 4635  df-op 4639  df-uni 4913  df-iun 5002  df-br 5153  df-opab 5215  df-mpt 5236  df-tr 5270  df-id 5580  df-eprel 5586  df-po 5594  df-so 5595  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5688  df-rel 5689  df-cnv 5690  df-co 5691  df-dm 5692  df-rn 5693  df-res 5694  df-ima 5695  df-pred 6310  df-ord 6377  df-on 6378  df-lim 6379  df-suc 6380  df-iota 6505  df-fun 6555  df-fn 6556  df-f 6557  df-f1 6558  df-fo 6559  df-f1o 6560  df-fv 6561  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-om 7877  df-1st 7999  df-2nd 8000  df-frecs 8293  df-wrecs 8324  df-recs 8398  df-rdg 8437  df-er 8731  df-en 8971  df-dom 8972  df-sdom 8973  df-sup 9473  df-inf 9474  df-pnf 11288  df-mnf 11289  df-xr 11290  df-ltxr 11291  df-le 11292  df-sub 11484  df-neg 11485  df-div 11910  df-nn 12251  df-2 12313  df-3 12314  df-n0 12511  df-z 12597  df-uz 12861  df-rp 13015  df-fz 13525  df-fzo 13668  df-fl 13797  df-mod 13875  df-seq 14007  df-exp 14067  df-cj 15086  df-re 15087  df-im 15088  df-sqrt 15222  df-abs 15223  df-dvds 16239  df-gcd 16477  df-sets 17140  df-slot 17158  df-ndx 17170  df-base 17188  df-ress 17217  df-plusg 17253  df-0g 17430  df-mgm 18607  df-sgrp 18686  df-mnd 18702  df-grp 18900  df-minusg 18901  df-sbg 18902  df-mulg 19031  df-subg 19085  df-od 19490  df-cmn 19744  df-abl 19745
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator