Metamath Proof Explorer


Theorem odm1inv

Description: The (order-1)th multiple of an element is its inverse. (Contributed by SN, 31-Jan-2025)

Ref Expression
Hypotheses odm1inv.x โŠข ๐‘‹ = ( Base โ€˜ ๐บ )
odm1inv.o โŠข ๐‘‚ = ( od โ€˜ ๐บ )
odm1inv.t โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
odm1inv.i โŠข ๐ผ = ( invg โ€˜ ๐บ )
odm1inv.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
odm1inv.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‹ )
Assertion odm1inv ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ด ) = ( ๐ผ โ€˜ ๐ด ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 odm1inv.x โŠข ๐‘‹ = ( Base โ€˜ ๐บ )
2 odm1inv.o โŠข ๐‘‚ = ( od โ€˜ ๐บ )
3 odm1inv.t โŠข ยท = ( .g โ€˜ ๐บ )
4 odm1inv.i โŠข ๐ผ = ( invg โ€˜ ๐บ )
5 odm1inv.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ Grp )
6 odm1inv.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ๐‘‹ )
7 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐บ ) = ( 0g โ€˜ ๐บ )
8 1 2 3 7 odid โŠข ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
9 6 8 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) = ( 0g โ€˜ ๐บ ) )
10 1 3 mulg1 โŠข ( ๐ด โˆˆ ๐‘‹ โ†’ ( 1 ยท ๐ด ) = ๐ด )
11 6 10 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 1 ยท ๐ด ) = ๐ด )
12 9 11 oveq12d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ( 1 ยท ๐ด ) ) = ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ด ) )
13 1 2 6 odcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„•0 )
14 13 nn0zd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ค )
15 1zzd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 1 โˆˆ โ„ค )
16 eqid โŠข ( -g โ€˜ ๐บ ) = ( -g โ€˜ ๐บ )
17 1 3 16 mulgsubdir โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆˆ โ„ค โˆง 1 โˆˆ โ„ค โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ด ) = ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ( 1 ยท ๐ด ) ) )
18 5 14 15 6 17 syl13anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ด ) = ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) ยท ๐ด ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ( 1 ยท ๐ด ) ) )
19 1 16 4 7 grpinvval2 โŠข ( ( ๐บ โˆˆ Grp โˆง ๐ด โˆˆ ๐‘‹ ) โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ๐ด ) = ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ด ) )
20 5 6 19 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ๐ด ) = ( ( 0g โ€˜ ๐บ ) ( -g โ€˜ ๐บ ) ๐ด ) )
21 12 18 20 3eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘‚ โ€˜ ๐ด ) โˆ’ 1 ) ยท ๐ด ) = ( ๐ผ โ€˜ ๐ด ) )