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Theorem odcau

Description: Cauchy's theorem for the order of an element in a group. A finite group whose order divides a prime P contains an element of order P . (Contributed by Mario Carneiro, 16-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses odcau.x X=BaseG
odcau.o O=odG
Assertion odcau GGrpXFinPPXgXOg=P

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 odcau.x X=BaseG
2 odcau.o O=odG
3 simpl1 GGrpXFinPPXGGrp
4 simpl2 GGrpXFinPPXXFin
5 simpl3 GGrpXFinPPXP
6 1nn0 10
7 6 a1i GGrpXFinPPX10
8 prmnn PP
9 5 8 syl GGrpXFinPPXP
10 9 nncnd GGrpXFinPPXP
11 10 exp1d GGrpXFinPPXP1=P
12 simpr GGrpXFinPPXPX
13 11 12 eqbrtrd GGrpXFinPPXP1X
14 1 3 4 5 7 13 sylow1 GGrpXFinPPXsSubGrpGs=P1
15 11 eqeq2d GGrpXFinPPXs=P1s=P
16 15 adantr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=P1s=P
17 fvex 0GV
18 hashsng 0GV0G=1
19 17 18 ax-mp 0G=1
20 simprr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Ps=P
21 5 adantr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=PP
22 prmuz2 PP2
23 21 22 syl GGrpXFinPPXsSubGrpGs=PP2
24 20 23 eqeltrd GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Ps2
25 eluz2gt1 s21<s
26 24 25 syl GGrpXFinPPXsSubGrpGs=P1<s
27 19 26 eqbrtrid GGrpXFinPPXsSubGrpGs=P0G<s
28 snfi 0GFin
29 4 adantr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=PXFin
30 1 subgss sSubGrpGsX
31 30 ad2antrl GGrpXFinPPXsSubGrpGs=PsX
32 29 31 ssfid GGrpXFinPPXsSubGrpGs=PsFin
33 hashsdom 0GFinsFin0G<s0Gs
34 28 32 33 sylancr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=P0G<s0Gs
35 27 34 mpbid GGrpXFinPPXsSubGrpGs=P0Gs
36 sdomdif 0Gss0G
37 35 36 syl GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Ps0G
38 n0 s0Gggs0G
39 37 38 sylib GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pggs0G
40 eldifsn gs0Ggsg0G
41 31 adantrr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GsX
42 simprrl GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0Ggs
43 41 42 sseldd GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GgX
44 simprrr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0Gg0G
45 simprll GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GsSubGrpG
46 32 adantrr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GsFin
47 2 odsubdvds sSubGrpGsFingsOgs
48 45 46 42 47 syl3anc GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GOgs
49 simprlr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0Gs=P
50 48 49 breqtrd GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GOgP
51 3 adantr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GGGrp
52 4 adantr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GXFin
53 1 2 odcl2 GGrpXFingXOg
54 51 52 43 53 syl3anc GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GOg
55 dvdsprime POgOgPOg=POg=1
56 5 54 55 syl2an2r GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GOgPOg=POg=1
57 50 56 mpbid GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GOg=POg=1
58 57 ord GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0G¬Og=POg=1
59 eqid 0G=0G
60 2 59 1 odeq1 GGrpgXOg=1g=0G
61 3 43 60 syl2an2r GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GOg=1g=0G
62 58 61 sylibd GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0G¬Og=Pg=0G
63 62 necon1ad GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0Gg0GOg=P
64 44 63 mpd GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GOg=P
65 43 64 jca GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GgXOg=P
66 65 expr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgsg0GgXOg=P
67 40 66 biimtrid GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pgs0GgXOg=P
68 67 eximdv GGrpXFinPPXsSubGrpGs=Pggs0GggXOg=P
69 39 68 mpd GGrpXFinPPXsSubGrpGs=PggXOg=P
70 df-rex gXOg=PggXOg=P
71 69 70 sylibr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=PgXOg=P
72 71 expr GGrpXFinPPXsSubGrpGs=PgXOg=P
73 16 72 sylbid GGrpXFinPPXsSubGrpGs=P1gXOg=P
74 73 rexlimdva GGrpXFinPPXsSubGrpGs=P1gXOg=P
75 14 74 mpd GGrpXFinPPXgXOg=P