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Theorem idomsubgmo

Description: The units of an integral domain have at most one subgroup of any single finite cardinality. (Contributed by Stefan O'Rear, 12-Sep-2015) (Revised by NM, 17-Jun-2017)

Ref Expression
Hypothesis idomsubgmo.g G = mulGrp R 𝑠 Unit R
Assertion idomsubgmo R IDomn N * y SubGrp G y = N

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 idomsubgmo.g G = mulGrp R 𝑠 Unit R
2 fvex Base G V
3 2 rabex z Base G | od G z N V
4 simp2l R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y SubGrp G
5 eqid Base G = Base G
6 5 subgss y SubGrp G y Base G
7 4 6 syl R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y Base G
8 simpl2l R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z y y SubGrp G
9 simp3l R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y = N
10 simp1r R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N N
11 10 nnnn0d R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N N 0
12 9 11 eqeltrd R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y 0
13 vex y V
14 hashclb y V y Fin y 0
15 13 14 ax-mp y Fin y 0
16 12 15 sylibr R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y Fin
17 16 adantr R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z y y Fin
18 simpr R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z y z y
19 eqid od G = od G
20 19 odsubdvds y SubGrp G y Fin z y od G z y
21 8 17 18 20 syl3anc R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z y od G z y
22 9 adantr R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z y y = N
23 21 22 breqtrd R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z y od G z N
24 7 23 ssrabdv R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y z Base G | od G z N
25 simp2r R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N x SubGrp G
26 5 subgss x SubGrp G x Base G
27 25 26 syl R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N x Base G
28 simpl2r R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z x x SubGrp G
29 simp3r R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N x = N
30 29 11 eqeltrd R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N x 0
31 vex x V
32 hashclb x V x Fin x 0
33 31 32 ax-mp x Fin x 0
34 30 33 sylibr R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N x Fin
35 34 adantr R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z x x Fin
36 simpr R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z x z x
37 19 odsubdvds x SubGrp G x Fin z x od G z x
38 28 35 36 37 syl3anc R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z x od G z x
39 29 adantr R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z x x = N
40 38 39 breqtrd R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z x od G z N
41 27 40 ssrabdv R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N x z Base G | od G z N
42 24 41 unssd R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y x z Base G | od G z N
43 ssdomg z Base G | od G z N V y x z Base G | od G z N y x z Base G | od G z N
44 3 42 43 mpsyl R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y x z Base G | od G z N
45 1 5 19 idomodle R IDomn N z Base G | od G z N N
46 45 3ad2ant1 R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z Base G | od G z N N
47 46 9 breqtrrd R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z Base G | od G z N y
48 3 a1i R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z Base G | od G z N V
49 hashbnd z Base G | od G z N V y 0 z Base G | od G z N y z Base G | od G z N Fin
50 48 12 47 49 syl3anc R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z Base G | od G z N Fin
51 hashdom z Base G | od G z N Fin y V z Base G | od G z N y z Base G | od G z N y
52 50 13 51 sylancl R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z Base G | od G z N y z Base G | od G z N y
53 47 52 mpbid R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N z Base G | od G z N y
54 domtr y x z Base G | od G z N z Base G | od G z N y y x y
55 44 53 54 syl2anc R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y x y
56 13 31 unex y x V
57 ssun1 y y x
58 ssdomg y x V y y x y y x
59 56 57 58 mp2 y y x
60 sbth y x y y y x y x y
61 55 59 60 sylancl R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y x y
62 9 29 eqtr4d R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y = x
63 hashen y Fin x Fin y = x y x
64 16 34 63 syl2anc R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y = x y x
65 62 64 mpbid R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y x
66 fiuneneq y x y Fin y x y y = x
67 65 16 66 syl2anc R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y x y y = x
68 61 67 mpbid R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y = x
69 68 3expia R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y = x
70 69 ralrimivva R IDomn N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y = x
71 fveqeq2 y = x y = N x = N
72 71 rmo4 * y SubGrp G y = N y SubGrp G x SubGrp G y = N x = N y = x
73 70 72 sylibr R IDomn N * y SubGrp G y = N