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Theorem ablsimpgfindlem1

Description: Lemma for ablsimpgfind . An element of an abelian finite simple group which doesn't square to the identity has finite order. (Contributed by Rohan Ridenour, 3-Aug-2023) (Proof shortened by Rohan Ridenour, 31-Oct-2023)

Ref Expression
Hypotheses ablsimpgfindlem1.1 B = Base G
ablsimpgfindlem1.2 0 ˙ = 0 G
ablsimpgfindlem1.3 · ˙ = G
ablsimpgfindlem1.4 O = od G
ablsimpgfindlem1.5 φ G Abel
ablsimpgfindlem1.6 φ G SimpGrp
Assertion ablsimpgfindlem1 φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ O x 0

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ablsimpgfindlem1.1 B = Base G
2 ablsimpgfindlem1.2 0 ˙ = 0 G
3 ablsimpgfindlem1.3 · ˙ = G
4 ablsimpgfindlem1.4 O = od G
5 ablsimpgfindlem1.5 φ G Abel
6 ablsimpgfindlem1.6 φ G SimpGrp
7 5 3ad2ant1 φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ G Abel
8 6 3ad2ant1 φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ G SimpGrp
9 6 simpggrpd φ G Grp
10 9 3ad2ant1 φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ G Grp
11 2z 2
12 11 a1i φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ 2
13 simp2 φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ x B
14 1 3 10 12 13 mulgcld φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ 2 · ˙ x B
15 simp3 φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ 2 · ˙ x 0 ˙
16 15 neneqd φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ ¬ 2 · ˙ x = 0 ˙
17 1 2 3 7 8 14 16 13 ablsimpg1gend φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x
18 simprr φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x x = y · ˙ 2 · ˙ x
19 simpl2 φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x x B
20 1 3 mulg1 x B 1 · ˙ x = x
21 19 20 syl φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 1 · ˙ x = x
22 10 adantr φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x G Grp
23 simprl φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x y
24 11 a1i φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 2
25 1 3 mulgassr G Grp y 2 x B 2 y · ˙ x = y · ˙ 2 · ˙ x
26 22 23 24 19 25 syl13anc φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 2 y · ˙ x = y · ˙ 2 · ˙ x
27 18 21 26 3eqtr4rd φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 2 y · ˙ x = 1 · ˙ x
28 24 23 zmulcld φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 2 y
29 1zzd φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 1
30 1 4 3 2 odcong G Grp x B 2 y 1 O x 2 y 1 2 y · ˙ x = 1 · ˙ x
31 22 19 28 29 30 syl112anc φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x O x 2 y 1 2 y · ˙ x = 1 · ˙ x
32 27 31 mpbird φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x O x 2 y 1
33 0zd φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 0
34 zneo y 0 2 y 2 0 + 1
35 2t0e0 2 0 = 0
36 35 oveq1i 2 0 + 1 = 0 + 1
37 0p1e1 0 + 1 = 1
38 36 37 eqtri 2 0 + 1 = 1
39 38 a1i y 0 2 0 + 1 = 1
40 34 39 neeqtrd y 0 2 y 1
41 oveq1 2 y 1 = 0 2 y - 1 + 1 = 0 + 1
42 41 37 syl6req 2 y 1 = 0 1 = 2 y - 1 + 1
43 42 adantl y 2 y 1 = 0 1 = 2 y - 1 + 1
44 2cnd y 2
45 zcn y y
46 44 45 mulcld y 2 y
47 1cnd 2 y 1 = 0 1
48 npcan 2 y 1 2 y - 1 + 1 = 2 y
49 46 47 48 syl2an y 2 y 1 = 0 2 y - 1 + 1 = 2 y
50 43 49 eqtr2d y 2 y 1 = 0 2 y = 1
51 50 ex y 2 y 1 = 0 2 y = 1
52 51 necon3ad y 2 y 1 ¬ 2 y 1 = 0
53 40 52 syl5 y y 0 ¬ 2 y 1 = 0
54 53 anabsi5 y 0 ¬ 2 y 1 = 0
55 23 33 54 syl2anc φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x ¬ 2 y 1 = 0
56 28 29 zsubcld φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 2 y 1
57 0dvds 2 y 1 0 2 y 1 2 y 1 = 0
58 56 57 syl φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x 0 2 y 1 2 y 1 = 0
59 55 58 mtbird φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x ¬ 0 2 y 1
60 nbrne2 O x 2 y 1 ¬ 0 2 y 1 O x 0
61 32 59 60 syl2anc φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ y x = y · ˙ 2 · ˙ x O x 0
62 17 61 rexlimddv φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ O x 0
63 62 3expa φ x B 2 · ˙ x 0 ˙ O x 0