Metamath Proof Explorer


Theorem torsubg

Description: The set of all elements of finite order forms a subgroup of any abelian group, called the torsion subgroup. (Contributed by Mario Carneiro, 20-Oct-2015)

Ref Expression
Hypothesis torsubg.1 โŠข ๐‘‚ = ( od โ€˜ ๐บ )
Assertion torsubg ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 torsubg.1 โŠข ๐‘‚ = ( od โ€˜ ๐บ )
2 cnvimass โŠข ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โŠ† dom ๐‘‚
3 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐บ ) = ( Base โ€˜ ๐บ )
4 3 1 odf โŠข ๐‘‚ : ( Base โ€˜ ๐บ ) โŸถ โ„•0
5 4 fdmi โŠข dom ๐‘‚ = ( Base โ€˜ ๐บ )
6 2 5 sseqtri โŠข ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โŠ† ( Base โ€˜ ๐บ )
7 6 a1i โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โŠ† ( Base โ€˜ ๐บ ) )
8 ablgrp โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
9 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐บ )
10 3 9 grpidcl โŠข ( ๐บ โˆˆ Grp โ†’ ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
11 8 10 syl โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
12 1 9 od1 โŠข ( ๐บ โˆˆ Grp โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) = 1 )
13 8 12 syl โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) = 1 )
14 1nn โŠข 1 โˆˆ โ„•
15 13 14 eqeltrdi โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) โˆˆ โ„• )
16 ffn โŠข ( ๐‘‚ : ( Base โ€˜ ๐บ ) โŸถ โ„•0 โ†’ ๐‘‚ Fn ( Base โ€˜ ๐บ ) )
17 4 16 ax-mp โŠข ๐‘‚ Fn ( Base โ€˜ ๐บ )
18 elpreima โŠข ( ๐‘‚ Fn ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) โˆˆ โ„• ) ) )
19 17 18 ax-mp โŠข ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐บ ) ) โˆˆ โ„• ) )
20 11 15 19 sylanbrc โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( 0g โ€˜ ๐บ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) )
21 20 ne0d โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ‰  โˆ… )
22 8 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
23 6 sseli โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
24 23 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
25 6 sseli โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
26 25 adantl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
27 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐บ ) = ( +g โ€˜ ๐บ )
28 3 27 grpcl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
29 22 24 26 28 syl3anc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
30 0nnn โŠข ยฌ 0 โˆˆ โ„•
31 3 1 odcl โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„•0 )
32 24 31 syl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„•0 )
33 32 nn0zd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ค )
34 3 1 odcl โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„•0 )
35 26 34 syl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„•0 )
36 35 nn0zd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„ค )
37 33 36 gcdcld โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„•0 )
38 37 nn0cnd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„‚ )
39 38 mul02d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( 0 ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) = 0 )
40 39 breq1d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( 0 ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” 0 โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
41 33 36 zmulcld โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„ค )
42 0dvds โŠข ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„ค โ†’ ( 0 โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = 0 ) )
43 41 42 syl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( 0 โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = 0 ) )
44 40 43 bitrd โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( 0 ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = 0 ) )
45 elpreima โŠข ( ๐‘‚ Fn ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„• ) ) )
46 17 45 ax-mp โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„• ) )
47 46 simprbi โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„• )
48 47 ad2antlr โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„• )
49 elpreima โŠข ( ๐‘‚ Fn ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„• ) ) )
50 17 49 ax-mp โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„• ) )
51 50 simprbi โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„• )
52 51 adantl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ โ„• )
53 48 52 nnmulcld โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„• )
54 eleq1 โŠข ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = 0 โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„• โ†” 0 โˆˆ โ„• ) )
55 53 54 syl5ibcom โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = 0 โ†’ 0 โˆˆ โ„• ) )
56 44 55 sylbid โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( 0 ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†’ 0 โˆˆ โ„• ) )
57 30 56 mtoi โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ยฌ ( 0 ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
58 simpll โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ Abel )
59 1 3 27 odadd1 โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
60 58 24 26 59 syl3anc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
61 oveq1 โŠข ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) = 0 โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) = ( 0 ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
62 61 breq1d โŠข ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) = 0 โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ†” ( 0 ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
63 60 62 syl5ibcom โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) = 0 โ†’ ( 0 ยท ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) gcd ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โˆฅ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
64 57 63 mtod โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ยฌ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) = 0 )
65 3 1 odcl โŠข ( ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„•0 )
66 29 65 syl โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„•0 )
67 elnn0 โŠข ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„•0 โ†” ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„• โˆจ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) = 0 ) )
68 66 67 sylib โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„• โˆจ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) = 0 ) )
69 68 ord โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ยฌ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) = 0 ) )
70 64 69 mt3d โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„• )
71 elpreima โŠข ( ๐‘‚ Fn ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„• ) ) )
72 17 71 ax-mp โŠข ( ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) ) โˆˆ โ„• ) )
73 29 70 72 sylanbrc โŠข ( ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) )
74 73 ralrimiva โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) )
75 eqid โŠข ( invg โ€˜ ๐บ ) = ( invg โ€˜ ๐บ )
76 3 75 grpinvcl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
77 8 23 76 syl2an โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) )
78 1 75 3 odinv โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) )
79 8 23 78 syl2an โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) )
80 47 adantl โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„• )
81 79 80 eqeltrd โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„• )
82 elpreima โŠข ( ๐‘‚ Fn ( Base โ€˜ ๐บ ) โ†’ ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„• ) ) )
83 17 82 ax-mp โŠข ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ†” ( ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( ๐‘‚ โ€˜ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ โ„• ) )
84 77 81 83 sylanbrc โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) )
85 74 84 jca โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Abel โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โˆง ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) )
86 85 ralrimiva โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โˆง ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) )
87 3 27 75 issubg2 โŠข ( ๐บ โˆˆ Grp โ†’ ( ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โ†” ( ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โŠ† ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ‰  โˆ… โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โˆง ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) ) ) )
88 8 87 syl โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) โ†” ( ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โŠ† ( Base โ€˜ ๐บ ) โˆง ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โ‰  โˆ… โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ( ๐‘ฅ ( +g โ€˜ ๐บ ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โˆง ( ( invg โ€˜ ๐บ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) ) ) ) )
89 7 21 86 88 mpbir3and โŠข ( ๐บ โˆˆ Abel โ†’ ( โ—ก ๐‘‚ โ€œ โ„• ) โˆˆ ( SubGrp โ€˜ ๐บ ) )