MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  subgpgp Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem subgpgp 18219
Description: A subgroup of a p-group is a p-group. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Apr-2016.)
Assertion
Ref Expression
subgpgp ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑃 pGrp (𝐺s 𝑆))

Proof of Theorem subgpgp
Dummy variables 𝑥 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pgpprm 18215 . . 3 (𝑃 pGrp 𝐺𝑃 ∈ ℙ)
21adantr 466 . 2 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑃 ∈ ℙ)
3 eqid 2771 . . . 4 (𝐺s 𝑆) = (𝐺s 𝑆)
43subggrp 17805 . . 3 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → (𝐺s 𝑆) ∈ Grp)
54adantl 467 . 2 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (𝐺s 𝑆) ∈ Grp)
6 eqid 2771 . . . . . . 7 (Base‘𝐺) = (Base‘𝐺)
7 eqid 2771 . . . . . . 7 (od‘𝐺) = (od‘𝐺)
86, 7ispgp 18214 . . . . . 6 (𝑃 pGrp 𝐺 ↔ (𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝐺 ∈ Grp ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
98simp3bi 1141 . . . . 5 (𝑃 pGrp 𝐺 → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛))
109adantr 466 . . . 4 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛))
116subgss 17803 . . . . . . 7 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 ⊆ (Base‘𝐺))
1211adantl 467 . . . . . 6 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 ⊆ (Base‘𝐺))
13 ssralv 3815 . . . . . 6 (𝑆 ⊆ (Base‘𝐺) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) → ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
1412, 13syl 17 . . . . 5 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) → ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
15 eqid 2771 . . . . . . . . . 10 (od‘(𝐺s 𝑆)) = (od‘(𝐺s 𝑆))
163, 7, 15subgod 18192 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) ∧ 𝑥𝑆) → ((od‘𝐺)‘𝑥) = ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥))
1716adantll 693 . . . . . . . 8 (((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥𝑆) → ((od‘𝐺)‘𝑥) = ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥))
1817eqeq1d 2773 . . . . . . 7 (((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥𝑆) → (((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) ↔ ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
1918rexbidv 3200 . . . . . 6 (((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) ∧ 𝑥𝑆) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) ↔ ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
2019ralbidva 3134 . . . . 5 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) ↔ ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
2114, 20sylibd 229 . . . 4 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (∀𝑥 ∈ (Base‘𝐺)∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) = (𝑃𝑛) → ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
2210, 21mpd 15 . . 3 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛))
233subgbas 17806 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺) → 𝑆 = (Base‘(𝐺s 𝑆)))
2423adantl 467 . . . 4 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑆 = (Base‘(𝐺s 𝑆)))
2524raleqdv 3293 . . 3 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → (∀𝑥𝑆𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛) ↔ ∀𝑥 ∈ (Base‘(𝐺s 𝑆))∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
2622, 25mpbid 222 . 2 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → ∀𝑥 ∈ (Base‘(𝐺s 𝑆))∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛))
27 eqid 2771 . . 3 (Base‘(𝐺s 𝑆)) = (Base‘(𝐺s 𝑆))
2827, 15ispgp 18214 . 2 (𝑃 pGrp (𝐺s 𝑆) ↔ (𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝐺s 𝑆) ∈ Grp ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(𝐺s 𝑆))∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘(𝐺s 𝑆))‘𝑥) = (𝑃𝑛)))
292, 5, 26, 28syl3anbrc 1428 1 ((𝑃 pGrp 𝐺𝑆 ∈ (SubGrp‘𝐺)) → 𝑃 pGrp (𝐺s 𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382   = wceq 1631  wcel 2145  wral 3061  wrex 3062  wss 3723   class class class wbr 4786  cfv 6031  (class class class)co 6793  0cn0 11494  cexp 13067  cprime 15592  Basecbs 16064  s cress 16065  Grpcgrp 17630  SubGrpcsubg 17796  odcod 18151   pGrp cpgp 18153
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-iun 4656  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-er 7896  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-sup 8504  df-inf 8505  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-nn 11223  df-2 11281  df-n0 11495  df-z 11580  df-seq 13009  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-ress 16072  df-plusg 16162  df-0g 16310  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-submnd 17544  df-grp 17633  df-minusg 17634  df-mulg 17749  df-subg 17799  df-od 18155  df-pgp 18157
This theorem is referenced by:  pgpfaclem1  18688  pgpfaclem3  18690
  Copyright terms: Public domain W3C validator