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Theorem odngen

Description: A cyclic subgroup of size ( OA ) has ( phi( OA ) ) generators. (Contributed by Stefan O'Rear, 12-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses odhash.x X = Base G
odhash.o O = od G
odhash.k K = mrCls SubGrp G
Assertion odngen G Grp A X O A x K A | O x = O A = ϕ O A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 odhash.x X = Base G
2 odhash.o O = od G
3 odhash.k K = mrCls SubGrp G
4 eqid y 0 ..^ O A y G A = y 0 ..^ O A y G A
5 4 mptpreima y 0 ..^ O A y G A -1 x K A | O x = O A = y 0 ..^ O A | y G A x K A | O x = O A
6 5 fveq2i y 0 ..^ O A y G A -1 x K A | O x = O A = y 0 ..^ O A | y G A x K A | O x = O A
7 eqid G = G
8 1 7 2 3 odf1o2 G Grp A X O A y 0 ..^ O A y G A : 0 ..^ O A 1-1 onto K A
9 f1ocnv y 0 ..^ O A y G A : 0 ..^ O A 1-1 onto K A y 0 ..^ O A y G A -1 : K A 1-1 onto 0 ..^ O A
10 f1of1 y 0 ..^ O A y G A -1 : K A 1-1 onto 0 ..^ O A y 0 ..^ O A y G A -1 : K A 1-1 0 ..^ O A
11 8 9 10 3syl G Grp A X O A y 0 ..^ O A y G A -1 : K A 1-1 0 ..^ O A
12 ssrab2 x K A | O x = O A K A
13 fvex K A V
14 13 rabex x K A | O x = O A V
15 14 f1imaen y 0 ..^ O A y G A -1 : K A 1-1 0 ..^ O A x K A | O x = O A K A y 0 ..^ O A y G A -1 x K A | O x = O A x K A | O x = O A
16 hasheni y 0 ..^ O A y G A -1 x K A | O x = O A x K A | O x = O A y 0 ..^ O A y G A -1 x K A | O x = O A = x K A | O x = O A
17 15 16 syl y 0 ..^ O A y G A -1 : K A 1-1 0 ..^ O A x K A | O x = O A K A y 0 ..^ O A y G A -1 x K A | O x = O A = x K A | O x = O A
18 11 12 17 sylancl G Grp A X O A y 0 ..^ O A y G A -1 x K A | O x = O A = x K A | O x = O A
19 simpl1 G Grp A X O A y 0 ..^ O A G Grp
20 simpl2 G Grp A X O A y 0 ..^ O A A X
21 elfzoelz y 0 ..^ O A y
22 21 adantl G Grp A X O A y 0 ..^ O A y
23 1 7 3 cycsubg2cl G Grp A X y y G A K A
24 19 20 22 23 syl3anc G Grp A X O A y 0 ..^ O A y G A K A
25 fveqeq2 x = y G A O x = O A O y G A = O A
26 25 elrab3 y G A K A y G A x K A | O x = O A O y G A = O A
27 24 26 syl G Grp A X O A y 0 ..^ O A y G A x K A | O x = O A O y G A = O A
28 simpl3 G Grp A X O A y 0 ..^ O A O A
29 1 2 7 odmulgeq G Grp A X y O A O y G A = O A y gcd O A = 1
30 19 20 22 28 29 syl31anc G Grp A X O A y 0 ..^ O A O y G A = O A y gcd O A = 1
31 27 30 bitrd G Grp A X O A y 0 ..^ O A y G A x K A | O x = O A y gcd O A = 1
32 31 rabbidva G Grp A X O A y 0 ..^ O A | y G A x K A | O x = O A = y 0 ..^ O A | y gcd O A = 1
33 32 fveq2d G Grp A X O A y 0 ..^ O A | y G A x K A | O x = O A = y 0 ..^ O A | y gcd O A = 1
34 dfphi2 O A ϕ O A = y 0 ..^ O A | y gcd O A = 1
35 34 3ad2ant3 G Grp A X O A ϕ O A = y 0 ..^ O A | y gcd O A = 1
36 33 35 eqtr4d G Grp A X O A y 0 ..^ O A | y G A x K A | O x = O A = ϕ O A
37 6 18 36 3eqtr3a G Grp A X O A x K A | O x = O A = ϕ O A