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Theorem gexdvds 14895
Description: The only  N that annihilate all the elements of the group are the multiples of the group exponent. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
gexcl.1  |-  X  =  ( Base `  G
)
gexcl.2  |-  E  =  (gEx `  G )
gexid.3  |-  .x.  =  (.g
`  G )
gexid.4  |-  .0.  =  ( 0g `  G )
Assertion
Ref Expression
gexdvds  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( E  ||  N  <->  A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
Distinct variable groups:    x, E    x, G    x, N    x, X    x,  .0.    x,  .x.

Proof of Theorem gexdvds
Dummy variable  y is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 gexcl.1 . . . . . 6  |-  X  =  ( Base `  G
)
2 gexcl.2 . . . . . 6  |-  E  =  (gEx `  G )
3 gexid.3 . . . . . 6  |-  .x.  =  (.g
`  G )
4 gexid.4 . . . . . 6  |-  .0.  =  ( 0g `  G )
51, 2, 3, 4gexdvdsi 14894 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  x  e.  X  /\  E  ||  N )  -> 
( N  .x.  x
)  =  .0.  )
653expia 1153 . . . 4  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  x  e.  X )  ->  ( E  ||  N  ->  ( N  .x.  x
)  =  .0.  )
)
76ralrimdva 2633 . . 3  |-  ( G  e.  Grp  ->  ( E  ||  N  ->  A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
87adantr 451 . 2  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( E  ||  N  ->  A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
9 noel 3459 . . . . . . 7  |-  -.  ( abs `  N )  e.  (/)
10 oveq1 5865 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( y  =  ( abs `  N
)  ->  ( y  .x.  x )  =  ( ( abs `  N
)  .x.  x )
)
1110eqeq1d 2291 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  =  ( abs `  N
)  ->  ( (
y  .x.  x )  =  .0.  <->  ( ( abs `  N )  .x.  x
)  =  .0.  )
)
1211ralbidv 2563 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  =  ( abs `  N
)  ->  ( A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  <->  A. x  e.  X  ( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  ) )
1312elrab 2923 . . . . . . . . 9  |-  ( ( abs `  N )  e.  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  ( y  .x.  x )  =  .0. 
}  <->  ( ( abs `  N )  e.  NN  /\ 
A. x  e.  X  ( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  ) )
14 simprr 733 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) )
1514eleq2d 2350 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  (
( abs `  N
)  e.  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  <->  ( abs `  N )  e.  (/) ) )
1613, 15syl5rbbr 251 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  (
( abs `  N
)  e.  (/)  <->  ( ( abs `  N )  e.  NN  /\  A. x  e.  X  ( ( abs `  N )  .x.  x )  =  .0.  ) ) )
1716rbaibd 876 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  ( y  .x.  x
)  =  .0.  }  =  (/) ) )  /\  A. x  e.  X  ( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  )  ->  (
( abs `  N
)  e.  (/)  <->  ( abs `  N )  e.  NN ) )
189, 17mtbii 293 . . . . . 6  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  ( y  .x.  x
)  =  .0.  }  =  (/) ) )  /\  A. x  e.  X  ( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  )  ->  -.  ( abs `  N )  e.  NN )
1918ex 423 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  ( A. x  e.  X  ( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  ->  -.  ( abs `  N )  e.  NN ) )
20 nn0abscl 11797 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  ZZ  ->  ( abs `  N )  e. 
NN0 )
2120ad2antlr 707 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  ( abs `  N )  e. 
NN0 )
22 elnn0 9967 . . . . . . 7  |-  ( ( abs `  N )  e.  NN0  <->  ( ( abs `  N )  e.  NN  \/  ( abs `  N
)  =  0 ) )
2321, 22sylib 188 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  (
( abs `  N
)  e.  NN  \/  ( abs `  N )  =  0 ) )
2423ord 366 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  ( -.  ( abs `  N
)  e.  NN  ->  ( abs `  N )  =  0 ) )
2519, 24syld 40 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  ( A. x  e.  X  ( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  ->  ( abs `  N )  =  0 ) )
26 simpr 447 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X )  /\  ( abs `  N )  =  N )  ->  ( abs `  N )  =  N )
2726oveq1d 5873 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X )  /\  ( abs `  N )  =  N )  ->  (
( abs `  N
)  .x.  x )  =  ( N  .x.  x ) )
2827eqeq1d 2291 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X )  /\  ( abs `  N )  =  N )  ->  (
( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  <->  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
29 oveq1 5865 . . . . . . . . 9  |-  ( ( abs `  N )  =  -u N  ->  (
( abs `  N
)  .x.  x )  =  ( -u N  .x.  x ) )
3029eqeq1d 2291 . . . . . . . 8  |-  ( ( abs `  N )  =  -u N  ->  (
( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  <->  ( -u N  .x.  x )  =  .0.  ) )
31 eqid 2283 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( inv g `  G )  =  ( inv g `  G )
321, 3, 31mulgneg 14585 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ  /\  x  e.  X )  ->  ( -u N  .x.  x )  =  ( ( inv g `  G ) `
 ( N  .x.  x ) ) )
33323expa 1151 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  ( -u N  .x.  x )  =  ( ( inv g `  G ) `  ( N  .x.  x ) ) )
344, 31grpinvid 14533 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( G  e.  Grp  ->  (
( inv g `  G ) `  .0.  )  =  .0.  )
3534ad2antrr 706 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  ( ( inv g `  G ) `
 .0.  )  =  .0.  )
3635eqcomd 2288 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  .0.  =  ( ( inv g `  G ) `  .0.  ) )
3733, 36eqeq12d 2297 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  ( ( -u N  .x.  x )  =  .0.  <->  ( ( inv g `  G ) `
 ( N  .x.  x ) )  =  ( ( inv g `  G ) `  .0.  ) ) )
38 simpll 730 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  G  e.  Grp )
391, 3mulgcl 14584 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ  /\  x  e.  X )  ->  ( N  .x.  x )  e.  X )
40393expa 1151 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  ( N  .x.  x )  e.  X
)
411, 4grpidcl 14510 . . . . . . . . . . 11  |-  ( G  e.  Grp  ->  .0.  e.  X )
4241ad2antrr 706 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  .0.  e.  X )
431, 31, 38, 40, 42grpinv11 14537 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  ( (
( inv g `  G ) `  ( N  .x.  x ) )  =  ( ( inv g `  G ) `
 .0.  )  <->  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
4437, 43bitrd 244 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  ( ( -u N  .x.  x )  =  .0.  <->  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
4530, 44sylan9bbr 681 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X )  /\  ( abs `  N )  = 
-u N )  -> 
( ( ( abs `  N )  .x.  x
)  =  .0.  <->  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
46 zre 10028 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  ZZ  ->  N  e.  RR )
4746ad2antlr 707 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  N  e.  RR )
4847absord 11898 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  ( ( abs `  N )  =  N  \/  ( abs `  N )  =  -u N ) )
4928, 45, 48mpjaodan 761 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  x  e.  X
)  ->  ( (
( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  <->  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
5049ralbidva 2559 . . . . 5  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( A. x  e.  X  ( ( abs `  N )  .x.  x
)  =  .0.  <->  A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
5150adantr 451 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  ( A. x  e.  X  ( ( abs `  N
)  .x.  x )  =  .0.  <->  A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
52 0dvds 12549 . . . . . 6  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
0  ||  N  <->  N  = 
0 ) )
5352ad2antlr 707 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  (
0  ||  N  <->  N  = 
0 ) )
54 simprl 732 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  E  =  0 )
5554breq1d 4033 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  ( E  ||  N  <->  0  ||  N ) )
56 zcn 10029 . . . . . . 7  |-  ( N  e.  ZZ  ->  N  e.  CC )
5756ad2antlr 707 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  N  e.  CC )
58 abs00 11774 . . . . . 6  |-  ( N  e.  CC  ->  (
( abs `  N
)  =  0  <->  N  =  0 ) )
5957, 58syl 15 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  (
( abs `  N
)  =  0  <->  N  =  0 ) )
6053, 55, 593bitr4rd 277 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  (
( abs `  N
)  =  0  <->  E  ||  N ) )
6125, 51, 603imtr3d 258 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) ) )  ->  ( A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0.  ->  E  ||  N ) )
62 ssrab2 3258 . . . . 5  |-  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  C_  NN
6362sseli 3176 . . . 4  |-  ( E  e.  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  ( y  .x.  x )  =  .0. 
}  ->  E  e.  NN )
6446adantl 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  ->  N  e.  RR )
65 nnrp 10363 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E  e.  NN  ->  E  e.  RR+ )
66 modval 10975 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( N  e.  RR  /\  E  e.  RR+ )  -> 
( N  mod  E
)  =  ( N  -  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) ) ) )
6764, 65, 66syl2an 463 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( N  mod  E )  =  ( N  -  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) ) ) )
6867adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( N  mod  E )  =  ( N  -  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) ) ) )
6968oveq1d 5873 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( ( N  mod  E )  .x.  x )  =  ( ( N  -  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E
) ) ) ) 
.x.  x ) )
70 simplll 734 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  G  e.  Grp )
71 simpllr 735 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  N  e.  ZZ )
72 nnz 10045 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( E  e.  NN  ->  E  e.  ZZ )
7372ad2antlr 707 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  E  e.  ZZ )
74 rerpdivcl 10381 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( N  e.  RR  /\  E  e.  RR+ )  -> 
( N  /  E
)  e.  RR )
7564, 65, 74syl2an 463 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( N  /  E )  e.  RR )
7675flcld 10930 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( |_ `  ( N  /  E
) )  e.  ZZ )
7776adantr 451 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( |_ `  ( N  /  E
) )  e.  ZZ )
7873, 77zmulcld 10123 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) )  e.  ZZ )
79 simprl 732 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  x  e.  X
)
80 eqid 2283 . . . . . . . . . . 11  |-  ( -g `  G )  =  (
-g `  G )
811, 3, 80mulgsubdir 14598 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( N  e.  ZZ  /\  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) )  e.  ZZ  /\  x  e.  X ) )  -> 
( ( N  -  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) ) )  .x.  x )  =  ( ( N 
.x.  x ) (
-g `  G )
( ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) )  .x.  x ) ) )
8270, 71, 78, 79, 81syl13anc 1184 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( ( N  -  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) ) )  .x.  x
)  =  ( ( N  .x.  x ) ( -g `  G
) ( ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E
) ) )  .x.  x ) ) )
83 simprr 733 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( N  .x.  x )  =  .0.  )
84 dvdsmul1 12550 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( E  e.  ZZ  /\  ( |_ `  ( N  /  E ) )  e.  ZZ )  ->  E  ||  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) ) )
8573, 77, 84syl2anc 642 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  E  ||  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E
) ) ) )
861, 2, 3, 4gexdvdsi 14894 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  x  e.  X  /\  E  ||  ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) ) )  ->  (
( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) ) 
.x.  x )  =  .0.  )
8770, 79, 85, 86syl3anc 1182 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E
) ) )  .x.  x )  =  .0.  )
8883, 87oveq12d 5876 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( ( N 
.x.  x ) (
-g `  G )
( ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) )  .x.  x ) )  =  (  .0.  ( -g `  G
)  .0.  ) )
89 simpll 730 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  G  e.  Grp )
9041ad2antrr 706 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  .0.  e.  X
)
911, 4, 80grpsubid 14550 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  .0.  e.  X )  -> 
(  .0.  ( -g `  G )  .0.  )  =  .0.  )
9289, 90, 91syl2anc 642 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  (  .0.  ( -g `  G )  .0.  )  =  .0.  )
9392adantr 451 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  (  .0.  ( -g `  G )  .0.  )  =  .0.  )
9488, 93eqtrd 2315 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( ( N 
.x.  x ) (
-g `  G )
( ( E  x.  ( |_ `  ( N  /  E ) ) )  .x.  x ) )  =  .0.  )
9569, 82, 943eqtrd 2319 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  (
x  e.  X  /\  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )  ->  ( ( N  mod  E )  .x.  x )  =  .0.  )
9695expr 598 . . . . . . 7  |-  ( ( ( ( G  e. 
Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  /\  x  e.  X )  ->  (
( N  .x.  x
)  =  .0.  ->  ( ( N  mod  E
)  .x.  x )  =  .0.  ) )
9796ralimdva 2621 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0. 
->  A. x  e.  X  ( ( N  mod  E )  .x.  x )  =  .0.  ) )
98 modlt 10981 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  RR  /\  E  e.  RR+ )  -> 
( N  mod  E
)  <  E )
9964, 65, 98syl2an 463 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( N  mod  E )  <  E )
100 zmodcl 10989 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  ZZ  /\  E  e.  NN )  ->  ( N  mod  E
)  e.  NN0 )
101100adantll 694 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( N  mod  E )  e.  NN0 )
102101nn0red 10019 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( N  mod  E )  e.  RR )
103 nnre 9753 . . . . . . . . . 10  |-  ( E  e.  NN  ->  E  e.  RR )
104103adantl 452 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  E  e.  RR )
105102, 104ltnled 8966 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( ( N  mod  E )  < 
E  <->  -.  E  <_  ( N  mod  E ) ) )
10699, 105mpbid 201 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  -.  E  <_  ( N  mod  E ) )
1071, 2, 3, 4gexlem2 14893 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( N  mod  E )  e.  NN  /\  A. x  e.  X  (
( N  mod  E
)  .x.  x )  =  .0.  )  ->  E  e.  ( 1 ... ( N  mod  E ) ) )
108 elfzle2 10800 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( E  e.  ( 1 ... ( N  mod  E
) )  ->  E  <_  ( N  mod  E
) )
109107, 108syl 15 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( N  mod  E )  e.  NN  /\  A. x  e.  X  (
( N  mod  E
)  .x.  x )  =  .0.  )  ->  E  <_  ( N  mod  E
) )
1101093expia 1153 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  ( N  mod  E )  e.  NN )  -> 
( A. x  e.  X  ( ( N  mod  E )  .x.  x )  =  .0. 
->  E  <_  ( N  mod  E ) ) )
111110impancom 427 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  A. x  e.  X  ( ( N  mod  E
)  .x.  x )  =  .0.  )  ->  (
( N  mod  E
)  e.  NN  ->  E  <_  ( N  mod  E ) ) )
112111con3d 125 . . . . . . . . 9  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  A. x  e.  X  ( ( N  mod  E
)  .x.  x )  =  .0.  )  ->  ( -.  E  <_  ( N  mod  E )  ->  -.  ( N  mod  E
)  e.  NN ) )
113112ex 423 . . . . . . . 8  |-  ( G  e.  Grp  ->  ( A. x  e.  X  ( ( N  mod  E )  .x.  x )  =  .0.  ->  ( -.  E  <_  ( N  mod  E )  ->  -.  ( N  mod  E
)  e.  NN ) ) )
114113ad2antrr 706 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( A. x  e.  X  ( ( N  mod  E )  .x.  x )  =  .0. 
->  ( -.  E  <_ 
( N  mod  E
)  ->  -.  ( N  mod  E )  e.  NN ) ) )
115106, 114mpid 37 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( A. x  e.  X  ( ( N  mod  E )  .x.  x )  =  .0. 
->  -.  ( N  mod  E )  e.  NN ) )
116 elnn0 9967 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  mod  E )  e.  NN0  <->  ( ( N  mod  E )  e.  NN  \/  ( N  mod  E )  =  0 ) )
117101, 116sylib 188 . . . . . . 7  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( ( N  mod  E )  e.  NN  \/  ( N  mod  E )  =  0 ) )
118117ord 366 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( -.  ( N  mod  E )  e.  NN  ->  ( N  mod  E )  =  0 ) )
11997, 115, 1183syld 51 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0. 
->  ( N  mod  E
)  =  0 ) )
120 simpr 447 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  E  e.  NN )
121 simplr 731 . . . . . 6  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  N  e.  ZZ )
122 dvdsval3 12535 . . . . . 6  |-  ( ( E  e.  NN  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( E  ||  N  <->  ( N  mod  E )  =  0 ) )
123120, 121, 122syl2anc 642 . . . . 5  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( E  ||  N 
<->  ( N  mod  E
)  =  0 ) )
124119, 123sylibrd 225 . . . 4  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  NN )  ->  ( A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0. 
->  E  ||  N ) )
12563, 124sylan2 460 . . 3  |-  ( ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  /\  E  e.  {
y  e.  NN  |  A. x  e.  X  ( y  .x.  x
)  =  .0.  }
)  ->  ( A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0.  ->  E  ||  N
) )
126 eqid 2283 . . . . 5  |-  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  {
y  e.  NN  |  A. x  e.  X  ( y  .x.  x
)  =  .0.  }
1271, 3, 4, 2, 126gexlem1 14890 . . . 4  |-  ( G  e.  Grp  ->  (
( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  ( y  .x.  x )  =  .0. 
}  =  (/) )  \/  E  e.  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  } ) )
128127adantr 451 . . 3  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( ( E  =  0  /\  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  (
y  .x.  x )  =  .0.  }  =  (/) )  \/  E  e.  { y  e.  NN  |  A. x  e.  X  ( y  .x.  x
)  =  .0.  }
) )
12961, 125, 128mpjaodan 761 . 2  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0. 
->  E  ||  N ) )
1308, 129impbid 183 1  |-  ( ( G  e.  Grp  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( E  ||  N  <->  A. x  e.  X  ( N  .x.  x )  =  .0.  ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 176    \/ wo 357    /\ wa 358    /\ w3a 934    = wceq 1623    e. wcel 1684   A.wral 2543   {crab 2547   (/)c0 3455   class class class wbr 4023   ` cfv 5255  (class class class)co 5858   CCcc 8735   RRcr 8736   0cc0 8737   1c1 8738    x. cmul 8742    < clt 8867    <_ cle 8868    - cmin 9037   -ucneg 9038    / cdiv 9423   NNcn 9746   NN0cn0 9965   ZZcz 10024   RR+crp 10354   ...cfz 10782   |_cfl 10924    mod cmo 10973   abscabs 11719    || cdivides 12531   Basecbs 13148   0gc0g 13400   Grpcgrp 14362   inv gcminusg 14363   -gcsg 14365  .gcmg 14366  gExcgex 14841
This theorem is referenced by:  gexdvds2  14896
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1533  ax-5 1544  ax-17 1603  ax-9 1635  ax-8 1643  ax-13 1686  ax-14 1688  ax-6 1703  ax-7 1708  ax-11 1715  ax-12 1866  ax-ext 2264  ax-rep 4131  ax-sep 4141  ax-nul 4149  ax-pow 4188  ax-pr 4214  ax-un 4512  ax-inf2 7342  ax-cnex 8793  ax-resscn 8794  ax-1cn 8795  ax-icn 8796  ax-addcl 8797  ax-addrcl 8798  ax-mulcl 8799  ax-mulrcl 8800  ax-mulcom 8801  ax-addass 8802  ax-mulass 8803  ax-distr 8804  ax-i2m1 8805  ax-1ne0 8806  ax-1rid 8807  ax-rnegex 8808  ax-rrecex 8809  ax-cnre 8810  ax-pre-lttri 8811  ax-pre-lttrn 8812  ax-pre-ltadd 8813  ax-pre-mulgt0 8814  ax-pre-sup 8815
This theorem depends on definitions:  df-bi 177  df-or 359  df-an 360  df-3or 935  df-3an 936  df-tru 1310  df-ex 1529  df-nf 1532  df-sb 1630  df-eu 2147  df-mo 2148  df-clab 2270  df-cleq 2276  df-clel 2279  df-nfc 2408  df-ne 2448  df-nel 2449  df-ral 2548  df-rex 2549  df-reu 2550  df-rmo 2551  df-rab 2552  df-v 2790  df-sbc 2992  df-csb 3082  df-dif 3155  df-un 3157  df-in 3159  df-ss 3166  df-pss 3168  df-nul 3456  df-if 3566  df-pw 3627  df-sn 3646  df-pr 3647  df-tp 3648  df-op 3649  df-uni 3828  df-iun 3907  df-br 4024  df-opab 4078  df-mpt 4079  df-tr 4114  df-eprel 4305  df-id 4309  df-po 4314  df-so 4315  df-fr 4352  df-we 4354  df-ord 4395  df-on 4396  df-lim 4397  df-suc 4398  df-om 4657  df-xp 4695  df-rel 4696  df-cnv 4697  df-co 4698  df-dm 4699  df-rn 4700  df-res 4701  df-ima 4702  df-iota 5219  df-fun 5257  df-fn 5258  df-f 5259  df-f1 5260  df-fo 5261  df-f1o 5262  df-fv 5263  df-ov 5861  df-oprab 5862  df-mpt2 5863  df-1st 6122  df-2nd 6123  df-riota 6304  df-recs 6388  df-rdg 6423  df-er 6660  df-en 6864  df-dom 6865  df-sdom 6866  df-sup 7194  df-pnf 8869  df-mnf 8870  df-xr 8871  df-ltxr 8872  df-le 8873  df-sub 9039  df-neg 9040  df-div 9424  df-nn 9747  df-2 9804  df-3 9805  df-n0 9966  df-z 10025  df-uz 10231  df-rp 10355  df-fz 10783  df-fl 10925  df-mod 10974  df-seq 11047  df-exp 11105  df-cj 11584  df-re 11585  df-im 11586  df-sqr 11720  df-abs 11721  df-dvds 12532  df-0g 13404  df-mnd 14367  df-grp 14489  df-minusg 14490  df-sbg 14491  df-mulg 14492  df-gex 14845
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