Metamath Proof Explorer


Theorem odid

Description: Any element to the power of its order is the identity. (Contributed by Mario Carneiro, 14-Jan-2015) (Revised by Stefan O'Rear, 5-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses odcl.1 โŠข ๐‘‹ = ( Base โ€˜ ๐บ )
odcl.2 โŠข ๐‘‚ = ( od โ€˜ ๐บ )
odid.3 โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
odid.4 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐บ )
Assertion odid ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = 0 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 odcl.1 โŠข ๐‘‹ = ( Base โ€˜ ๐บ )
2 odcl.2 โŠข ๐‘‚ = ( od โ€˜ ๐บ )
3 odid.3 โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
4 odid.4 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐บ )
5 oveq1 โŠข ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) = 0 โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = ( 0 ยท ๐ด ) )
6 1 4 3 mulg0 โŠข ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ( 0 ยท ๐ด ) = 0 )
7 5 6 sylan9eqr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) = 0 ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = 0 )
8 7 adantrr โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) = 0 โˆง { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 } = โˆ… ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = 0 )
9 oveq1 โŠข ( ๐‘ฆ = ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) )
10 9 eqeq1d โŠข ( ๐‘ฆ = ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 โ†” ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = 0 ) )
11 10 elrab โŠข ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 } โ†” ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„• โˆง ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = 0 ) )
12 11 simprbi โŠข ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 } โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = 0 )
13 12 adantl โŠข ( ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 } ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = 0 )
14 eqid โŠข { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 } = { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 }
15 1 3 4 2 14 odlem1 โŠข ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) = 0 โˆง { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 } = โˆ… ) โˆจ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ โ„• โˆฃ ( ๐‘ฆ ยท ๐ด ) = 0 } ) )
16 8 13 15 mpjaodan โŠข ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = 0 )