Metamath Proof Explorer


Theorem odf1o2

Description: An element with nonzero order has as many multiples as its order. (Contributed by Stefan O'Rear, 6-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses odf1o1.x X=BaseG
odf1o1.t ·˙=G
odf1o1.o O=odG
odf1o1.k K=mrClsSubGrpG
Assertion odf1o2 GGrpAXOAx0..^OAx·˙A:0..^OA1-1 ontoKA

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 odf1o1.x X=BaseG
2 odf1o1.t ·˙=G
3 odf1o1.o O=odG
4 odf1o1.k K=mrClsSubGrpG
5 simpl1 GGrpAXOAx0..^OAGGrp
6 elfzoelz x0..^OAx
7 6 adantl GGrpAXOAx0..^OAx
8 simpl2 GGrpAXOAx0..^OAAX
9 1 2 mulgcl GGrpxAXx·˙AX
10 5 7 8 9 syl3anc GGrpAXOAx0..^OAx·˙AX
11 10 ex GGrpAXOAx0..^OAx·˙AX
12 simpl3 GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAOA
13 12 nncnd GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAOA
14 13 subid1d GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAOA0=OA
15 14 breq1d GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAOA0xyOAxy
16 fzocongeq x0..^OAy0..^OAOA0xyx=y
17 16 adantl GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAOA0xyx=y
18 simpl1 GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAGGrp
19 simpl2 GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAAX
20 6 ad2antrl GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAx
21 elfzoelz y0..^OAy
22 21 ad2antll GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAy
23 eqid 0G=0G
24 1 3 2 23 odcong GGrpAXxyOAxyx·˙A=y·˙A
25 18 19 20 22 24 syl112anc GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAOAxyx·˙A=y·˙A
26 15 17 25 3bitr3rd GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAx·˙A=y·˙Ax=y
27 26 ex GGrpAXOAx0..^OAy0..^OAx·˙A=y·˙Ax=y
28 11 27 dom2lem GGrpAXOAx0..^OAx·˙A:0..^OA1-1X
29 f1fn x0..^OAx·˙A:0..^OA1-1Xx0..^OAx·˙AFn0..^OA
30 28 29 syl GGrpAXOAx0..^OAx·˙AFn0..^OA
31 resss xx·˙A0..^OAxx·˙A
32 6 ssriv 0..^OA
33 resmpt 0..^OAxx·˙A0..^OA=x0..^OAx·˙A
34 32 33 ax-mp xx·˙A0..^OA=x0..^OAx·˙A
35 oveq1 x=yx·˙A=y·˙A
36 35 cbvmptv xx·˙A=yy·˙A
37 31 34 36 3sstr3i x0..^OAx·˙Ayy·˙A
38 rnss x0..^OAx·˙Ayy·˙Aranx0..^OAx·˙Aranyy·˙A
39 37 38 mp1i GGrpAXOAranx0..^OAx·˙Aranyy·˙A
40 simpr GGrpAXOAyy
41 simpl3 GGrpAXOAyOA
42 zmodfzo yOAymodOA0..^OA
43 40 41 42 syl2anc GGrpAXOAyymodOA0..^OA
44 1 3 2 23 odmod GGrpAXyOAymodOA·˙A=y·˙A
45 44 3an1rs GGrpAXOAyymodOA·˙A=y·˙A
46 45 eqcomd GGrpAXOAyy·˙A=ymodOA·˙A
47 oveq1 x=ymodOAx·˙A=ymodOA·˙A
48 47 rspceeqv ymodOA0..^OAy·˙A=ymodOA·˙Ax0..^OAy·˙A=x·˙A
49 43 46 48 syl2anc GGrpAXOAyx0..^OAy·˙A=x·˙A
50 ovex y·˙AV
51 eqid x0..^OAx·˙A=x0..^OAx·˙A
52 51 elrnmpt y·˙AVy·˙Aranx0..^OAx·˙Ax0..^OAy·˙A=x·˙A
53 50 52 ax-mp y·˙Aranx0..^OAx·˙Ax0..^OAy·˙A=x·˙A
54 49 53 sylibr GGrpAXOAyy·˙Aranx0..^OAx·˙A
55 54 fmpttd GGrpAXOAyy·˙A:ranx0..^OAx·˙A
56 55 frnd GGrpAXOAranyy·˙Aranx0..^OAx·˙A
57 39 56 eqssd GGrpAXOAranx0..^OAx·˙A=ranyy·˙A
58 eqid yy·˙A=yy·˙A
59 1 2 58 4 cycsubg2 GGrpAXKA=ranyy·˙A
60 59 3adant3 GGrpAXOAKA=ranyy·˙A
61 57 60 eqtr4d GGrpAXOAranx0..^OAx·˙A=KA
62 df-fo x0..^OAx·˙A:0..^OAontoKAx0..^OAx·˙AFn0..^OAranx0..^OAx·˙A=KA
63 30 61 62 sylanbrc GGrpAXOAx0..^OAx·˙A:0..^OAontoKA
64 df-f1 x0..^OAx·˙A:0..^OA1-1Xx0..^OAx·˙A:0..^OAXFunx0..^OAx·˙A-1
65 64 simprbi x0..^OAx·˙A:0..^OA1-1XFunx0..^OAx·˙A-1
66 28 65 syl GGrpAXOAFunx0..^OAx·˙A-1
67 dff1o3 x0..^OAx·˙A:0..^OA1-1 ontoKAx0..^OAx·˙A:0..^OAontoKAFunx0..^OAx·˙A-1
68 63 66 67 sylanbrc GGrpAXOAx0..^OAx·˙A:0..^OA1-1 ontoKA