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 โŠข ๐‘‹ = ( Base โ€˜ ๐บ )
odf1o1.t โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
odf1o1.o โŠข ๐‘‚ = ( od โ€˜ ๐บ )
odf1o1.k โŠข ๐พ = ( mrCls โ€˜ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
Assertion odf1o2 ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 odf1o1.x โŠข ๐‘‹ = ( Base โ€˜ ๐บ )
2 odf1o1.t โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
3 odf1o1.o โŠข ๐‘‚ = ( od โ€˜ ๐บ )
4 odf1o1.k โŠข ๐พ = ( mrCls โ€˜ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )
5 simpl1 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
6 elfzoelz โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค )
7 6 adantl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค )
8 simpl2 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‹ )
9 1 2 mulgcl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) โˆˆ ๐‘‹ )
10 5 7 8 9 syl3anc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) โˆˆ ๐‘‹ )
11 10 ex โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) โˆˆ ๐‘‹ ) )
12 simpl3 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• )
13 12 nncnd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„‚ )
14 13 subid1d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 0 ) = ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) )
15 14 breq1d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 0 ) โˆฅ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆฅ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ ) ) )
16 fzocongeq โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 0 ) โˆฅ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ ) โ†” ๐‘ฅ = ๐‘ฆ ) )
17 16 adantl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 0 ) โˆฅ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ ) โ†” ๐‘ฅ = ๐‘ฆ ) )
18 simpl1 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
19 simpl2 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‹ )
20 6 ad2antrl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค )
21 elfzoelz โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค )
22 21 ad2antll โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค )
23 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐บ )
24 1 3 2 23 odcong โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆฅ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) )
25 18 19 20 22 24 syl112anc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆฅ ( ๐‘ฅ โˆ’ ๐‘ฆ ) โ†” ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) )
26 15 17 25 3bitr3rd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) โ†” ๐‘ฅ = ๐‘ฆ ) )
27 26 ex โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) โ†” ๐‘ฅ = ๐‘ฆ ) ) )
28 11 27 dom2lem โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ )
29 f1fn โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) Fn ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) )
30 28 29 syl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) Fn ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) )
31 resss โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โ†พ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) โŠ† ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) )
32 6 ssriv โŠข ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โŠ† โ„ค
33 resmpt โŠข ( ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โŠ† โ„ค โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โ†พ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) )
34 32 33 ax-mp โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โ†พ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) )
35 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) )
36 35 cbvmptv โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) )
37 31 34 36 3sstr3i โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โŠ† ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) )
38 rnss โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โŠ† ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) โ†’ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โŠ† ran ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) )
39 37 38 mp1i โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โŠ† ran ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) )
40 simpr โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค )
41 simpl3 โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• )
42 zmodfzo โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) )
43 40 41 42 syl2anc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) )
44 1 3 2 23 odmod โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) )
45 44 3an1rs โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) )
46 45 eqcomd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = ( ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ๐ด ) )
47 oveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) = ( ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ๐ด ) )
48 47 rspceeqv โŠข ( ( ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = ( ( ๐‘ฆ mod ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ยท ๐ด ) ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) )
49 43 46 48 syl2anc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) โ†’ โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) )
50 ovex โŠข ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) โˆˆ V
51 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) )
52 51 elrnmpt โŠข ( ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) โˆˆ V โ†’ ( ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) โˆˆ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) )
53 50 52 ax-mp โŠข ( ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) โˆˆ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) โ†” โˆƒ ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) )
54 49 53 sylibr โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค ) โ†’ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) โˆˆ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) )
55 54 fmpttd โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) : โ„ค โŸถ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) )
56 55 frnd โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ran ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) โŠ† ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) )
57 39 56 eqssd โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ran ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) )
58 eqid โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) )
59 1 2 58 4 cycsubg2 โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) = ran ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) )
60 59 3adant3 โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) = ran ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†ฆ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) ) )
61 57 60 eqtr4d โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) )
62 df-fo โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“ontoโ†’ ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) โ†” ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) Fn ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โˆง ran ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) = ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) ) )
63 30 61 62 sylanbrc โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“ontoโ†’ ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) )
64 df-f1 โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ โ†” ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โŸถ ๐‘‹ โˆง Fun โ—ก ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) ) )
65 64 simprbi โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1โ†’ ๐‘‹ โ†’ Fun โ—ก ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) )
66 28 65 syl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ Fun โ—ก ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) )
67 dff1o3 โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) โ†” ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“ontoโ†’ ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) โˆง Fun โ—ก ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) ) )
68 63 66 67 sylanbrc โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐ด ) ) : ( 0 ..^ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ) โ€“1-1-ontoโ†’ ( ๐พ โ€˜ { ๐ด } ) )