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

Theorem torsubg 19716
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 6077 . . . 4 (◑𝑂 β€œ β„•) βŠ† dom 𝑂
2 eqid 2732 . . . . . 6 (Baseβ€˜πΊ) = (Baseβ€˜πΊ)
3 torsubg.1 . . . . . 6 𝑂 = (odβ€˜πΊ)
42, 3odf 19399 . . . . 5 𝑂:(Baseβ€˜πΊ)βŸΆβ„•0
54fdmi 6726 . . . 4 dom 𝑂 = (Baseβ€˜πΊ)
61, 5sseqtri 4017 . . 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 19647 . . . . 5 (𝐺 ∈ Abel β†’ 𝐺 ∈ Grp)
9 eqid 2732 . . . . . 6 (0gβ€˜πΊ) = (0gβ€˜πΊ)
102, 9grpidcl 18846 . . . . 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 19421 . . . . . 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 12219 . . . . 5 1 ∈ β„•
1513, 14eqeltrdi 2841 . . . 4 (𝐺 ∈ Abel β†’ (π‘‚β€˜(0gβ€˜πΊ)) ∈ β„•)
16 ffn 6714 . . . . . 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 7056 . . . . 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 583 . . 3 (𝐺 ∈ Abel β†’ (0gβ€˜πΊ) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
2120ne0d 4334 . 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 3977 . . . . . . . 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 3977 . . . . . . . 8 (𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) β†’ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ))
2625adantl 482 . . . . . . 7 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ))
27 eqid 2732 . . . . . . . 8 (+gβ€˜πΊ) = (+gβ€˜πΊ)
282, 27grpcl 18823 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ) ∧ 𝑦 ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
2922, 24, 26, 28syl3anc 1371 . . . . . 6 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
30 0nnn 12244 . . . . . . . . 9 Β¬ 0 ∈ β„•
312, 3odcl 19398 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12580 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„€)
342, 3odcl 19398 . . . . . . . . . . . . . . . . 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 12580 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„€)
3733, 36gcdcld 16445 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„•0)
3837nn0cnd 12530 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) gcd (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„‚)
3938mul02d 11408 . . . . . . . . . . . 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 5157 . . . . . . . . . . 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 12668 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„€)
42 0dvds 16216 . . . . . . . . . . . 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 7056 . . . . . . . . . . . . . . 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 497 . . . . . . . . . . . . 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 7056 . . . . . . . . . . . . . . 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 497 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•)
5251adantl 482 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘¦) ∈ β„•)
5348, 52nnmulcld 12261 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((π‘‚β€˜π‘₯) Β· (π‘‚β€˜π‘¦)) ∈ β„•)
54 eleq1 2821 . . . . . . . . . . 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 19710 . . . . . . . . . 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 1371 . . . . . . . . 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 5157 . . . . . . . . 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 19398 . . . . . . . . . 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 12470 . . . . . . . . 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 7056 . . . . . . 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 583 . . . . 5 (((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) ∧ 𝑦 ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘₯(+gβ€˜πΊ)𝑦) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
7473ralrimiva 3146 . . . 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 2732 . . . . . . 7 (invgβ€˜πΊ) = (invgβ€˜πΊ)
762, 75grpinvcl 18868 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
778, 23, 76syl2an 596 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (Baseβ€˜πΊ))
783, 75, 2odinv 19423 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜πΊ)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) = (π‘‚β€˜π‘₯))
798, 23, 78syl2an 596 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) = (π‘‚β€˜π‘₯))
8047adantl 482 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜π‘₯) ∈ β„•)
8179, 80eqeltrd 2833 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ (π‘‚β€˜((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯)) ∈ β„•)
82 elpreima 7056 . . . . . 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 583 . . . 4 ((𝐺 ∈ Abel ∧ π‘₯ ∈ (◑𝑂 β€œ β„•)) β†’ ((invgβ€˜πΊ)β€˜π‘₯) ∈ (◑𝑂 β€œ β„•))
8574, 84jca 512 . . 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 3146 . 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 19015 . . 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 1342 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 396   ∨ wo 845   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   β‰  wne 2940  βˆ€wral 3061   βŠ† wss 3947  βˆ…c0 4321   class class class wbr 5147  β—‘ccnv 5674  dom cdm 5675   β€œ cima 5678   Fn wfn 6535  βŸΆwf 6536  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  0cc0 11106  1c1 11107   Β· cmul 11111  β„•cn 12208  β„•0cn0 12468  β„€cz 12554   βˆ₯ cdvds 16193   gcd cgcd 16431  Basecbs 17140  +gcplusg 17193  0gc0g 17381  Grpcgrp 18815  invgcminusg 18816  SubGrpcsubg 18994  odcod 19386  Abelcabl 19643
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 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184
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 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-rp 12971  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-dvds 16194  df-gcd 16432  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-0g 17383  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-mulg 18945  df-subg 18997  df-od 19390  df-cmn 19644  df-abl 19645
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator