Metamath Proof Explorer


Theorem odadd2

Description: The order of a product in an abelian group is divisible by the LCM of the orders of the factors divided by the GCD. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses odadd1.1 O=odG
odadd1.2 X=BaseG
odadd1.3 +˙=+G
Assertion odadd2 GAbelAXBXOAOBOA+˙BOAgcdOB2

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 odadd1.1 O=odG
2 odadd1.2 X=BaseG
3 odadd1.3 +˙=+G
4 2 1 odcl AXOA0
5 4 3ad2ant2 GAbelAXBXOA0
6 5 nn0zd GAbelAXBXOA
7 2 1 odcl BXOB0
8 7 3ad2ant3 GAbelAXBXOB0
9 8 nn0zd GAbelAXBXOB
10 6 9 zmulcld GAbelAXBXOAOB
11 10 adantr GAbelAXBXOAgcdOB=0OAOB
12 dvds0 OAOBOAOB0
13 11 12 syl GAbelAXBXOAgcdOB=0OAOB0
14 simpr GAbelAXBXOAgcdOB=0OAgcdOB=0
15 14 sq0id GAbelAXBXOAgcdOB=0OAgcdOB2=0
16 15 oveq2d GAbelAXBXOAgcdOB=0OA+˙BOAgcdOB2=OA+˙B0
17 ablgrp GAbelGGrp
18 2 3 grpcl GGrpAXBXA+˙BX
19 17 18 syl3an1 GAbelAXBXA+˙BX
20 2 1 odcl A+˙BXOA+˙B0
21 19 20 syl GAbelAXBXOA+˙B0
22 21 nn0zd GAbelAXBXOA+˙B
23 22 adantr GAbelAXBXOAgcdOB=0OA+˙B
24 23 zcnd GAbelAXBXOAgcdOB=0OA+˙B
25 24 mul01d GAbelAXBXOAgcdOB=0OA+˙B0=0
26 16 25 eqtrd GAbelAXBXOAgcdOB=0OA+˙BOAgcdOB2=0
27 13 26 breqtrrd GAbelAXBXOAgcdOB=0OAOBOA+˙BOAgcdOB2
28 6 adantr GAbelAXBXOAgcdOB0OA
29 9 adantr GAbelAXBXOAgcdOB0OB
30 28 29 gcdcld GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOB0
31 30 nn0cnd GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOB
32 31 sqvald GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOB2=OAgcdOBOAgcdOB
33 32 oveq2d GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOB2=OAOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOBOAgcdOB
34 gcddvds OAOBOAgcdOBOAOAgcdOBOB
35 28 29 34 syl2anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOBOAOAgcdOBOB
36 35 simpld GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOBOA
37 30 nn0zd GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOB
38 simpr GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOB0
39 dvdsval2 OAgcdOBOAgcdOB0OAOAgcdOBOAOAOAgcdOB
40 37 38 28 39 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOBOAOAOAgcdOB
41 36 40 mpbid GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOB
42 41 zcnd GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOB
43 35 simprd GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOBOB
44 dvdsval2 OAgcdOBOAgcdOB0OBOAgcdOBOBOBOAgcdOB
45 37 38 29 44 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOBOBOBOAgcdOB
46 43 45 mpbid GAbelAXBXOAgcdOB0OBOAgcdOB
47 46 zcnd GAbelAXBXOAgcdOB0OBOAgcdOB
48 42 31 47 31 mul4d GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOB=OAOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOBOAgcdOB
49 28 zcnd GAbelAXBXOAgcdOB0OA
50 49 31 38 divcan1d GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOB=OA
51 29 zcnd GAbelAXBXOAgcdOB0OB
52 51 31 38 divcan1d GAbelAXBXOAgcdOB0OBOAgcdOBOAgcdOB=OB
53 50 52 oveq12d GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOB=OAOB
54 33 48 53 3eqtr2d GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOB2=OAOB
55 22 adantr GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙B
56 dvdsmul2 OA+˙BOAOAOA+˙BOA
57 55 28 56 syl2anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAOA+˙BOA
58 simpl1 GAbelAXBXOAgcdOB0GAbel
59 55 29 zmulcld GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOB
60 simpl2 GAbelAXBXOAgcdOB0AX
61 simpl3 GAbelAXBXOAgcdOB0BX
62 eqid G=G
63 2 62 3 mulgdi GAbelOA+˙BOBAXBXOA+˙BOBGA+˙B=OA+˙BOBGA+˙OA+˙BOBGB
64 58 59 60 61 63 syl13anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOBGA+˙B=OA+˙BOBGA+˙OA+˙BOBGB
65 dvdsmul2 OA+˙BOBOBOA+˙BOB
66 55 29 65 syl2anc GAbelAXBXOAgcdOB0OBOA+˙BOB
67 58 17 syl GAbelAXBXOAgcdOB0GGrp
68 eqid 0G=0G
69 2 1 62 68 oddvds GGrpBXOA+˙BOBOBOA+˙BOBOA+˙BOBGB=0G
70 67 61 59 69 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OBOA+˙BOBOA+˙BOBGB=0G
71 66 70 mpbid GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOBGB=0G
72 71 oveq2d GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOBGA+˙OA+˙BOBGB=OA+˙BOBGA+˙0G
73 64 72 eqtrd GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOBGA+˙B=OA+˙BOBGA+˙0G
74 dvdsmul1 OA+˙BOBOA+˙BOA+˙BOB
75 55 29 74 syl2anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOA+˙BOB
76 19 adantr GAbelAXBXOAgcdOB0A+˙BX
77 2 1 62 68 oddvds GGrpA+˙BXOA+˙BOBOA+˙BOA+˙BOBOA+˙BOBGA+˙B=0G
78 67 76 59 77 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOA+˙BOBOA+˙BOBGA+˙B=0G
79 75 78 mpbid GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOBGA+˙B=0G
80 2 62 mulgcl GGrpOA+˙BOBAXOA+˙BOBGAX
81 67 59 60 80 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOBGAX
82 2 3 68 grprid GGrpOA+˙BOBGAXOA+˙BOBGA+˙0G=OA+˙BOBGA
83 67 81 82 syl2anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOBGA+˙0G=OA+˙BOBGA
84 73 79 83 3eqtr3rd GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOBGA=0G
85 2 1 62 68 oddvds GGrpAXOA+˙BOBOAOA+˙BOBOA+˙BOBGA=0G
86 67 60 59 85 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAOA+˙BOBOA+˙BOBGA=0G
87 84 86 mpbird GAbelAXBXOAgcdOB0OAOA+˙BOB
88 55 28 zmulcld GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOA
89 dvdsgcd OAOA+˙BOAOA+˙BOBOAOA+˙BOAOAOA+˙BOBOAOA+˙BOAgcdOA+˙BOB
90 28 88 59 89 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAOA+˙BOAOAOA+˙BOBOAOA+˙BOAgcdOA+˙BOB
91 57 87 90 mp2and GAbelAXBXOAgcdOB0OAOA+˙BOAgcdOA+˙BOB
92 21 adantr GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙B0
93 mulgcd OA+˙B0OAOBOA+˙BOAgcdOA+˙BOB=OA+˙BOAgcdOB
94 92 28 29 93 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOAgcdOA+˙BOB=OA+˙BOAgcdOB
95 91 94 breqtrd GAbelAXBXOAgcdOB0OAOA+˙BOAgcdOB
96 50 95 eqbrtrd GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOBOA+˙BOAgcdOB
97 dvdsmulcr OAOAgcdOBOA+˙BOAgcdOBOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOBOA+˙BOAgcdOBOAOAgcdOBOA+˙B
98 41 55 37 38 97 syl112anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOBOA+˙BOAgcdOBOAOAgcdOBOA+˙B
99 96 98 mpbid GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOA+˙B
100 2 62 3 mulgdi GAbelOA+˙BOAAXBXOA+˙BOAGA+˙B=OA+˙BOAGA+˙OA+˙BOAGB
101 58 88 60 61 100 syl13anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOAGA+˙B=OA+˙BOAGA+˙OA+˙BOAGB
102 2 1 62 68 oddvds GGrpAXOA+˙BOAOAOA+˙BOAOA+˙BOAGA=0G
103 67 60 88 102 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAOA+˙BOAOA+˙BOAGA=0G
104 57 103 mpbid GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOAGA=0G
105 104 oveq1d GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOAGA+˙OA+˙BOAGB=0G+˙OA+˙BOAGB
106 101 105 eqtrd GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOAGA+˙B=0G+˙OA+˙BOAGB
107 dvdsmul1 OA+˙BOAOA+˙BOA+˙BOA
108 55 28 107 syl2anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOA+˙BOA
109 2 1 62 68 oddvds GGrpA+˙BXOA+˙BOAOA+˙BOA+˙BOAOA+˙BOAGA+˙B=0G
110 67 76 88 109 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOA+˙BOAOA+˙BOAGA+˙B=0G
111 108 110 mpbid GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOAGA+˙B=0G
112 2 62 mulgcl GGrpOA+˙BOABXOA+˙BOAGBX
113 67 88 61 112 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOAGBX
114 2 3 68 grplid GGrpOA+˙BOAGBX0G+˙OA+˙BOAGB=OA+˙BOAGB
115 67 113 114 syl2anc GAbelAXBXOAgcdOB00G+˙OA+˙BOAGB=OA+˙BOAGB
116 106 111 115 3eqtr3rd GAbelAXBXOAgcdOB0OA+˙BOAGB=0G
117 2 1 62 68 oddvds GGrpBXOA+˙BOAOBOA+˙BOAOA+˙BOAGB=0G
118 67 61 88 117 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OBOA+˙BOAOA+˙BOAGB=0G
119 116 118 mpbird GAbelAXBXOAgcdOB0OBOA+˙BOA
120 dvdsgcd OBOA+˙BOAOA+˙BOBOBOA+˙BOAOBOA+˙BOBOBOA+˙BOAgcdOA+˙BOB
121 29 88 59 120 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OBOA+˙BOAOBOA+˙BOBOBOA+˙BOAgcdOA+˙BOB
122 119 66 121 mp2and GAbelAXBXOAgcdOB0OBOA+˙BOAgcdOA+˙BOB
123 122 94 breqtrd GAbelAXBXOAgcdOB0OBOA+˙BOAgcdOB
124 52 123 eqbrtrd GAbelAXBXOAgcdOB0OBOAgcdOBOAgcdOBOA+˙BOAgcdOB
125 dvdsmulcr OBOAgcdOBOA+˙BOAgcdOBOAgcdOB0OBOAgcdOBOAgcdOBOA+˙BOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙B
126 46 55 37 38 125 syl112anc GAbelAXBXOAgcdOB0OBOAgcdOBOAgcdOBOA+˙BOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙B
127 124 126 mpbid GAbelAXBXOAgcdOB0OBOAgcdOBOA+˙B
128 41 46 gcdcld GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBgcdOBOAgcdOB0
129 128 nn0cnd GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBgcdOBOAgcdOB
130 1cnd GAbelAXBXOAgcdOB01
131 31 mullidd GAbelAXBXOAgcdOB01OAgcdOB=OAgcdOB
132 50 52 oveq12d GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOBgcdOBOAgcdOBOAgcdOB=OAgcdOB
133 mulgcdr OAOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOBgcdOBOAgcdOBOAgcdOB=OAOAgcdOBgcdOBOAgcdOBOAgcdOB
134 41 46 30 133 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOAgcdOBgcdOBOAgcdOBOAgcdOB=OAOAgcdOBgcdOBOAgcdOBOAgcdOB
135 131 132 134 3eqtr2rd GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBgcdOBOAgcdOBOAgcdOB=1OAgcdOB
136 129 130 31 38 135 mulcan2ad GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBgcdOBOAgcdOB=1
137 coprmdvds2 OAOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙BOAOAgcdOBgcdOBOAgcdOB=1OAOAgcdOBOA+˙BOBOAgcdOBOA+˙BOAOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙B
138 41 46 55 136 137 syl31anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOA+˙BOBOAgcdOBOA+˙BOAOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙B
139 99 127 138 mp2and GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙B
140 41 46 zmulcld GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOBOAgcdOB
141 zsqcl OAgcdOBOAgcdOB2
142 37 141 syl GAbelAXBXOAgcdOB0OAgcdOB2
143 dvdsmulc OAOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙BOAgcdOB2OAOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙BOAOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOB2OA+˙BOAgcdOB2
144 140 55 142 143 syl3anc GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOBOAgcdOBOA+˙BOAOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOB2OA+˙BOAgcdOB2
145 139 144 mpd GAbelAXBXOAgcdOB0OAOAgcdOBOBOAgcdOBOAgcdOB2OA+˙BOAgcdOB2
146 54 145 eqbrtrrd GAbelAXBXOAgcdOB0OAOBOA+˙BOAgcdOB2
147 27 146 pm2.61dane GAbelAXBXOAOBOA+˙BOAgcdOB2