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Theorem gexlem2

Description: Any positive annihilator of all the group elements is an upper bound on the group exponent. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2016) (Proof shortened by AV, 26-Sep-2020)

Ref Expression
Hypotheses gexcl.1 X = Base G
gexcl.2 E = gEx G
gexid.3 · ˙ = G
gexid.4 0 ˙ = 0 G
Assertion gexlem2 G V N x X N · ˙ x = 0 ˙ E 1 N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gexcl.1 X = Base G
2 gexcl.2 E = gEx G
3 gexid.3 · ˙ = G
4 gexid.4 0 ˙ = 0 G
5 oveq1 y = N y · ˙ x = N · ˙ x
6 5 eqeq1d y = N y · ˙ x = 0 ˙ N · ˙ x = 0 ˙
7 6 ralbidv y = N x X y · ˙ x = 0 ˙ x X N · ˙ x = 0 ˙
8 7 elrab N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ N x X N · ˙ x = 0 ˙
9 eqid y | x X y · ˙ x = 0 ˙ = y | x X y · ˙ x = 0 ˙
10 1 3 4 2 9 gexval G V E = if y | x X y · ˙ x = 0 ˙ = 0 sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ <
11 ne0i N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ y | x X y · ˙ x = 0 ˙
12 ifnefalse y | x X y · ˙ x = 0 ˙ if y | x X y · ˙ x = 0 ˙ = 0 sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < = sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ <
13 11 12 syl N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ if y | x X y · ˙ x = 0 ˙ = 0 sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < = sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ <
14 10 13 sylan9eq G V N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ E = sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ <
15 ssrab2 y | x X y · ˙ x = 0 ˙
16 nnuz = 1
17 15 16 sseqtri y | x X y · ˙ x = 0 ˙ 1
18 11 adantl G V N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ y | x X y · ˙ x = 0 ˙
19 infssuzcl y | x X y · ˙ x = 0 ˙ 1 y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < y | x X y · ˙ x = 0 ˙
20 17 18 19 sylancr G V N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < y | x X y · ˙ x = 0 ˙
21 15 20 sseldi G V N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ <
22 infssuzle y | x X y · ˙ x = 0 ˙ 1 N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < N
23 17 22 mpan N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < N
24 23 adantl G V N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < N
25 elrabi N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ N
26 25 nnzd N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ N
27 fznn N sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < 1 N sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < N
28 26 27 syl N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < 1 N sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < N
29 28 adantl G V N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < 1 N sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < N
30 21 24 29 mpbir2and G V N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ sup y | x X y · ˙ x = 0 ˙ < 1 N
31 14 30 eqeltrd G V N y | x X y · ˙ x = 0 ˙ E 1 N
32 8 31 sylan2br G V N x X N · ˙ x = 0 ˙ E 1 N
33 32 3impb G V N x X N · ˙ x = 0 ˙ E 1 N