MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  iscygodd Structured version   Unicode version

Theorem iscygodd 17516
Description: Show that a group with an element the same order as the group is cyclic. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
iscygodd.1  |-  B  =  ( Base `  G
)
iscygodd.o  |-  O  =  ( od `  G
)
iscygodd.3  |-  ( ph  ->  G  e.  Grp )
iscygodd.4  |-  ( ph  ->  X  e.  B )
iscygodd.5  |-  ( ph  ->  ( O `  X
)  =  ( # `  B ) )
Assertion
Ref Expression
iscygodd  |-  ( ph  ->  G  e. CycGrp )

Proof of Theorem iscygodd
Dummy variables  x  n are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iscygodd.3 . 2  |-  ( ph  ->  G  e.  Grp )
2 iscygodd.4 . . . 4  |-  ( ph  ->  X  e.  B )
3 iscygodd.5 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( O `  X
)  =  ( # `  B ) )
4 iscygodd.1 . . . . . . . . 9  |-  B  =  ( Base `  G
)
5 iscygodd.o . . . . . . . . 9  |-  O  =  ( od `  G
)
64, 5odcl 17178 . . . . . . . 8  |-  ( X  e.  B  ->  ( O `  X )  e.  NN0 )
72, 6syl 17 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( O `  X
)  e.  NN0 )
83, 7eqeltrrd 2512 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( # `  B
)  e.  NN0 )
9 fvex 5889 . . . . . . . 8  |-  ( Base `  G )  e.  _V
104, 9eqeltri 2507 . . . . . . 7  |-  B  e. 
_V
11 hashclb 12541 . . . . . . 7  |-  ( B  e.  _V  ->  ( B  e.  Fin  <->  ( # `  B
)  e.  NN0 )
)
1210, 11ax-mp 5 . . . . . 6  |-  ( B  e.  Fin  <->  ( # `  B
)  e.  NN0 )
138, 12sylibr 216 . . . . 5  |-  ( ph  ->  B  e.  Fin )
14 eqid 2423 . . . . . 6  |-  (.g `  G
)  =  (.g `  G
)
15 eqid 2423 . . . . . 6  |-  { x  e.  B  |  ran  ( n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G
) x ) )  =  B }  =  { x  e.  B  |  ran  ( n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G ) x ) )  =  B }
164, 14, 15, 5cyggenod 17512 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  B  e.  Fin )  ->  ( X  e.  {
x  e.  B  |  ran  ( n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G
) x ) )  =  B }  <->  ( X  e.  B  /\  ( O `  X )  =  ( # `  B
) ) ) )
171, 13, 16syl2anc 666 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( X  e.  {
x  e.  B  |  ran  ( n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G
) x ) )  =  B }  <->  ( X  e.  B  /\  ( O `  X )  =  ( # `  B
) ) ) )
182, 3, 17mpbir2and 931 . . 3  |-  ( ph  ->  X  e.  { x  e.  B  |  ran  ( n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G
) x ) )  =  B } )
19 ne0i 3768 . . 3  |-  ( X  e.  { x  e.  B  |  ran  (
n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G ) x ) )  =  B }  ->  { x  e.  B  |  ran  ( n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G
) x ) )  =  B }  =/=  (/) )
2018, 19syl 17 . 2  |-  ( ph  ->  { x  e.  B  |  ran  ( n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G ) x ) )  =  B }  =/=  (/) )
214, 14, 15iscyg2 17510 . 2  |-  ( G  e. CycGrp 
<->  ( G  e.  Grp  /\ 
{ x  e.  B  |  ran  ( n  e.  ZZ  |->  ( n (.g `  G ) x ) )  =  B }  =/=  (/) ) )
221, 20, 21sylanbrc 669 1  |-  ( ph  ->  G  e. CycGrp )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 188    /\ wa 371    = wceq 1438    e. wcel 1869    =/= wne 2619   {crab 2780   _Vcvv 3082   (/)c0 3762    |-> cmpt 4480   ran crn 4852   ` cfv 5599  (class class class)co 6303   Fincfn 7575   NN0cn0 10871   ZZcz 10939   #chash 12516   Basecbs 15114   Grpcgrp 16662  .gcmg 16665   odcod 17158  CycGrpccyg 17505
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1666  ax-4 1679  ax-5 1749  ax-6 1795  ax-7 1840  ax-8 1871  ax-9 1873  ax-10 1888  ax-11 1893  ax-12 1906  ax-13 2054  ax-ext 2401  ax-rep 4534  ax-sep 4544  ax-nul 4553  ax-pow 4600  ax-pr 4658  ax-un 6595  ax-inf2 8150  ax-cnex 9597  ax-resscn 9598  ax-1cn 9599  ax-icn 9600  ax-addcl 9601  ax-addrcl 9602  ax-mulcl 9603  ax-mulrcl 9604  ax-mulcom 9605  ax-addass 9606  ax-mulass 9607  ax-distr 9608  ax-i2m1 9609  ax-1ne0 9610  ax-1rid 9611  ax-rnegex 9612  ax-rrecex 9613  ax-cnre 9614  ax-pre-lttri 9615  ax-pre-lttrn 9616  ax-pre-ltadd 9617  ax-pre-mulgt0 9618  ax-pre-sup 9619
This theorem depends on definitions:  df-bi 189  df-or 372  df-an 373  df-3or 984  df-3an 985  df-tru 1441  df-ex 1661  df-nf 1665  df-sb 1788  df-eu 2270  df-mo 2271  df-clab 2409  df-cleq 2415  df-clel 2418  df-nfc 2573  df-ne 2621  df-nel 2622  df-ral 2781  df-rex 2782  df-reu 2783  df-rmo 2784  df-rab 2785  df-v 3084  df-sbc 3301  df-csb 3397  df-dif 3440  df-un 3442  df-in 3444  df-ss 3451  df-pss 3453  df-nul 3763  df-if 3911  df-pw 3982  df-sn 3998  df-pr 4000  df-tp 4002  df-op 4004  df-uni 4218  df-int 4254  df-iun 4299  df-br 4422  df-opab 4481  df-mpt 4482  df-tr 4517  df-eprel 4762  df-id 4766  df-po 4772  df-so 4773  df-fr 4810  df-se 4811  df-we 4812  df-xp 4857  df-rel 4858  df-cnv 4859  df-co 4860  df-dm 4861  df-rn 4862  df-res 4863  df-ima 4864  df-pred 5397  df-ord 5443  df-on 5444  df-lim 5445  df-suc 5446  df-iota 5563  df-fun 5601  df-fn 5602  df-f 5603  df-f1 5604  df-fo 5605  df-f1o 5606  df-fv 5607  df-isom 5608  df-riota 6265  df-ov 6306  df-oprab 6307  df-mpt2 6308  df-om 6705  df-1st 6805  df-2nd 6806  df-wrecs 7034  df-recs 7096  df-rdg 7134  df-1o 7188  df-oadd 7192  df-omul 7193  df-er 7369  df-map 7480  df-en 7576  df-dom 7577  df-sdom 7578  df-fin 7579  df-sup 7960  df-inf 7961  df-oi 8029  df-card 8376  df-acn 8379  df-pnf 9679  df-mnf 9680  df-xr 9681  df-ltxr 9682  df-le 9683  df-sub 9864  df-neg 9865  df-div 10272  df-nn 10612  df-2 10670  df-3 10671  df-n0 10872  df-z 10940  df-uz 11162  df-rp 11305  df-fz 11787  df-fl 12029  df-mod 12098  df-seq 12215  df-exp 12274  df-hash 12517  df-cj 13156  df-re 13157  df-im 13158  df-sqrt 13292  df-abs 13293  df-dvds 14299  df-0g 15333  df-mgm 16481  df-sgrp 16520  df-mnd 16530  df-grp 16666  df-minusg 16667  df-sbg 16668  df-mulg 16669  df-od 17165  df-cyg 17506
This theorem is referenced by:  prmcyg  17521  lt6abl  17522
  Copyright terms: Public domain W3C validator