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

Theorem zncyg 21324
Description: The group ℤ / 𝑛 is cyclic for all 𝑛 (including 𝑛 = 0). (Contributed by Mario Carneiro, 21-Apr-2016.)
Hypothesis
Ref Expression
zncyg.y 𝑌 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
Assertion
Ref Expression
zncyg (𝑁 ∈ ℕ0𝑌 ∈ CycGrp)

Proof of Theorem zncyg
Dummy variables 𝑥 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zncyg.y . . . . 5 𝑌 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
21zncrng 21320 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0𝑌 ∈ CRing)
3 crngring 20140 . . . 4 (𝑌 ∈ CRing → 𝑌 ∈ Ring)
42, 3syl 17 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0𝑌 ∈ Ring)
5 ringgrp 20133 . . 3 (𝑌 ∈ Ring → 𝑌 ∈ Grp)
64, 5syl 17 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0𝑌 ∈ Grp)
7 eqid 2731 . . . . 5 (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
8 eqid 2731 . . . . 5 (1r𝑌) = (1r𝑌)
97, 8ringidcl 20155 . . . 4 (𝑌 ∈ Ring → (1r𝑌) ∈ (Base‘𝑌))
104, 9syl 17 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → (1r𝑌) ∈ (Base‘𝑌))
11 eqid 2731 . . . . . . 7 (ℤRHom‘𝑌) = (ℤRHom‘𝑌)
12 eqid 2731 . . . . . . 7 (.g𝑌) = (.g𝑌)
1311, 12, 8zrhval2 21278 . . . . . 6 (𝑌 ∈ Ring → (ℤRHom‘𝑌) = (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌))))
144, 13syl 17 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → (ℤRHom‘𝑌) = (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌))))
1514rneqd 5937 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → ran (ℤRHom‘𝑌) = ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌))))
161, 7, 11znzrhfo 21323 . . . . 5 (𝑁 ∈ ℕ0 → (ℤRHom‘𝑌):ℤ–onto→(Base‘𝑌))
17 forn 6808 . . . . 5 ((ℤRHom‘𝑌):ℤ–onto→(Base‘𝑌) → ran (ℤRHom‘𝑌) = (Base‘𝑌))
1816, 17syl 17 . . . 4 (𝑁 ∈ ℕ0 → ran (ℤRHom‘𝑌) = (Base‘𝑌))
1915, 18eqtr3d 2773 . . 3 (𝑁 ∈ ℕ0 → ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌))) = (Base‘𝑌))
20 oveq2 7420 . . . . . . 7 (𝑥 = (1r𝑌) → (𝑛(.g𝑌)𝑥) = (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌)))
2120mpteq2dv 5250 . . . . . 6 (𝑥 = (1r𝑌) → (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)𝑥)) = (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌))))
2221rneqd 5937 . . . . 5 (𝑥 = (1r𝑌) → ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)𝑥)) = ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌))))
2322eqeq1d 2733 . . . 4 (𝑥 = (1r𝑌) → (ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)𝑥)) = (Base‘𝑌) ↔ ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌))) = (Base‘𝑌)))
2423rspcev 3612 . . 3 (((1r𝑌) ∈ (Base‘𝑌) ∧ ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)(1r𝑌))) = (Base‘𝑌)) → ∃𝑥 ∈ (Base‘𝑌)ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)𝑥)) = (Base‘𝑌))
2510, 19, 24syl2anc 583 . 2 (𝑁 ∈ ℕ0 → ∃𝑥 ∈ (Base‘𝑌)ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)𝑥)) = (Base‘𝑌))
267, 12iscyg 19789 . 2 (𝑌 ∈ CycGrp ↔ (𝑌 ∈ Grp ∧ ∃𝑥 ∈ (Base‘𝑌)ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛(.g𝑌)𝑥)) = (Base‘𝑌)))
276, 25, 26sylanbrc 582 1 (𝑁 ∈ ℕ0𝑌 ∈ CycGrp)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1540  wcel 2105  wrex 3069  cmpt 5231  ran crn 5677  ontowfo 6541  cfv 6543  (class class class)co 7412  0cn0 12477  cz 12563  Basecbs 17149  Grpcgrp 18856  .gcmg 18987  CycGrpccyg 19787  1rcur 20076  Ringcrg 20128  CRingccrg 20129  ℤRHomczrh 21269  ℤ/nczn 21272
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-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7729  ax-cnex 11170  ax-resscn 11171  ax-1cn 11172  ax-icn 11173  ax-addcl 11174  ax-addrcl 11175  ax-mulcl 11176  ax-mulrcl 11177  ax-mulcom 11178  ax-addass 11179  ax-mulass 11180  ax-distr 11181  ax-i2m1 11182  ax-1ne0 11183  ax-1rid 11184  ax-rnegex 11185  ax-rrecex 11186  ax-cnre 11187  ax-pre-lttri 11188  ax-pre-lttrn 11189  ax-pre-ltadd 11190  ax-pre-mulgt0 11191  ax-addf 11193  ax-mulf 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-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-int 4951  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-tpos 8215  df-frecs 8270  df-wrecs 8301  df-recs 8375  df-rdg 8414  df-1o 8470  df-er 8707  df-ec 8709  df-qs 8713  df-map 8826  df-en 8944  df-dom 8945  df-sdom 8946  df-fin 8947  df-sup 9441  df-inf 9442  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12478  df-z 12564  df-dec 12683  df-uz 12828  df-fz 13490  df-seq 13972  df-struct 17085  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-starv 17217  df-sca 17218  df-vsca 17219  df-ip 17220  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ds 17224  df-unif 17225  df-0g 17392  df-imas 17459  df-qus 17460  df-mgm 18566  df-sgrp 18645  df-mnd 18661  df-mhm 18706  df-grp 18859  df-minusg 18860  df-sbg 18861  df-mulg 18988  df-subg 19040  df-nsg 19041  df-eqg 19042  df-ghm 19129  df-cmn 19692  df-abl 19693  df-cyg 19788  df-mgp 20030  df-rng 20048  df-ur 20077  df-ring 20130  df-cring 20131  df-oppr 20226  df-rhm 20364  df-subrng 20435  df-subrg 20460  df-lmod 20617  df-lss 20688  df-lsp 20728  df-sra 20931  df-rgmod 20932  df-lidl 20933  df-rsp 20934  df-2idl 21007  df-cnfld 21146  df-zring 21219  df-zrh 21273  df-zn 21276
This theorem is referenced by:  cygth  21347
  Copyright terms: Public domain W3C validator