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Theorem odeq

Description: The oddvds property uniquely defines the group order. (Contributed by Stefan O'Rear, 6-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses odcl.1 ⊢ X = Base G
odcl.2 ⊢ O = od ⁡ G
odid.3 ⊢ · ˙ = ⋅ G
odid.4 ⊢ 0 ˙ = 0 G
Assertion odeq ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 → N = O ⁡ A ↔ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 odcl.1 ⊢ X = Base G
2 odcl.2 ⊢ O = od ⁡ G
3 odid.3 ⊢ · ˙ = ⋅ G
4 odid.4 ⊢ 0 ˙ = 0 G
5 nn0z ⊢ y ∈ ℕ 0 → y ∈ ℤ
6 1 2 3 4 oddvds ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ ℤ → O ⁡ A ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙
7 5 6 syl3an3 ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ ℕ 0 → O ⁡ A ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙
8 7 3expa ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ y ∈ ℕ 0 → O ⁡ A ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙
9 8 ralrimiva ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X → ∀ y ∈ ℕ 0 O ⁡ A ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙
10 breq1 ⊢ N = O ⁡ A → N ∥ y ↔ O ⁡ A ∥ y
11 10 bibi1d ⊢ N = O ⁡ A → N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ ↔ O ⁡ A ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙
12 11 ralbidv ⊢ N = O ⁡ A → ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ ↔ ∀ y ∈ ℕ 0 O ⁡ A ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙
13 9 12 syl5ibrcom ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X → N = O ⁡ A → ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙
14 13 3adant3 ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 → N = O ⁡ A → ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙
15 simpl3 ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N ∈ ℕ 0
16 simpl2 ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → A ∈ X
17 1 2 odcl ⊢ A ∈ X → O ⁡ A ∈ ℕ 0
18 16 17 syl ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → O ⁡ A ∈ ℕ 0
19 1 2 3 4 odid ⊢ A ∈ X → O ⁡ A · ˙ A = 0 ˙
20 16 19 syl ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → O ⁡ A · ˙ A = 0 ˙
21 17 3ad2ant2 ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 → O ⁡ A ∈ ℕ 0
22 breq2 ⊢ y = O ⁡ A → N ∥ y ↔ N ∥ O ⁡ A
23 oveq1 ⊢ y = O ⁡ A → y · ˙ A = O ⁡ A · ˙ A
24 23 eqeq1d ⊢ y = O ⁡ A → y · ˙ A = 0 ˙ ↔ O ⁡ A · ˙ A = 0 ˙
25 22 24 bibi12d ⊢ y = O ⁡ A → N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ ↔ N ∥ O ⁡ A ↔ O ⁡ A · ˙ A = 0 ˙
26 25 rspcva ⊢ O ⁡ A ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N ∥ O ⁡ A ↔ O ⁡ A · ˙ A = 0 ˙
27 21 26 sylan ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N ∥ O ⁡ A ↔ O ⁡ A · ˙ A = 0 ˙
28 20 27 mpbird ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N ∥ O ⁡ A
29 nn0z ⊢ N ∈ ℕ 0 → N ∈ ℤ
30 iddvds ⊢ N ∈ ℤ → N ∥ N
31 15 29 30 3syl ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N ∥ N
32 breq2 ⊢ y = N → N ∥ y ↔ N ∥ N
33 oveq1 ⊢ y = N → y · ˙ A = N · ˙ A
34 33 eqeq1d ⊢ y = N → y · ˙ A = 0 ˙ ↔ N · ˙ A = 0 ˙
35 32 34 bibi12d ⊢ y = N → N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ ↔ N ∥ N ↔ N · ˙ A = 0 ˙
36 35 rspcva ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N ∥ N ↔ N · ˙ A = 0 ˙
37 36 3ad2antl3 ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N ∥ N ↔ N · ˙ A = 0 ˙
38 31 37 mpbid ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N · ˙ A = 0 ˙
39 1 2 3 4 oddvds ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℤ → O ⁡ A ∥ N ↔ N · ˙ A = 0 ˙
40 29 39 syl3an3 ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 → O ⁡ A ∥ N ↔ N · ˙ A = 0 ˙
41 40 adantr ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → O ⁡ A ∥ N ↔ N · ˙ A = 0 ˙
42 38 41 mpbird ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → O ⁡ A ∥ N
43 dvdseq ⊢ N ∈ ℕ 0 ∧ O ⁡ A ∈ ℕ 0 ∧ N ∥ O ⁡ A ∧ O ⁡ A ∥ N → N = O ⁡ A
44 15 18 28 42 43 syl22anc ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 ∧ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N = O ⁡ A
45 44 ex ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 → ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙ → N = O ⁡ A
46 14 45 impbid ⊢ G ∈ Grp ∧ A ∈ X ∧ N ∈ ℕ 0 → N = O ⁡ A ↔ ∀ y ∈ ℕ 0 N ∥ y ↔ y · ˙ A = 0 ˙