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

Theorem dchrinv 24703
Description: The inverse of a Dirichlet character is the conjugate (which is also the multiplicative inverse, because the values of 𝑋 are unimodular). (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
dchrabs.g 𝐺 = (DChr‘𝑁)
dchrabs.d 𝐷 = (Base‘𝐺)
dchrabs.x (𝜑𝑋𝐷)
dchrinv.i 𝐼 = (invg𝐺)
Assertion
Ref Expression
dchrinv (𝜑 → (𝐼𝑋) = (∗ ∘ 𝑋))

Proof of Theorem dchrinv
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dchrabs.g . . . . . . . 8 𝐺 = (DChr‘𝑁)
2 eqid 2609 . . . . . . . 8 (ℤ/nℤ‘𝑁) = (ℤ/nℤ‘𝑁)
3 dchrabs.d . . . . . . . 8 𝐷 = (Base‘𝐺)
4 eqid 2609 . . . . . . . 8 (+g𝐺) = (+g𝐺)
5 dchrabs.x . . . . . . . 8 (𝜑𝑋𝐷)
6 cjf 13638 . . . . . . . . . 10 ∗:ℂ⟶ℂ
7 eqid 2609 . . . . . . . . . . 11 (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) = (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
81, 2, 3, 7, 5dchrf 24684 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
9 fco 5957 . . . . . . . . . 10 ((∗:ℂ⟶ℂ ∧ 𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ) → (∗ ∘ 𝑋):(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
106, 8, 9sylancr 693 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∗ ∘ 𝑋):(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
11 eqid 2609 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) = (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
121, 3dchrrcl 24682 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑋𝐷𝑁 ∈ ℕ)
135, 12syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
141, 2, 7, 11, 13, 3dchrelbas3 24680 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑 → (𝑋𝐷 ↔ (𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))))
155, 14mpbid 220 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))))))
1615simprd 477 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
1716simp1d 1065 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
1817r19.21bi 2915 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
1918r19.21bi 2915 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
2019anasss 676 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
2120fveq2d 6092 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (∗‘(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦))) = (∗‘((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
228adantr 479 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
237, 11unitss 18429 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ⊆ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
24 simprl 789 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
2523, 24sseldi 3565 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
2622, 25ffvelrnd 6253 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (𝑋𝑥) ∈ ℂ)
27 simprr 791 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
2823, 27sseldi 3565 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑦 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
2922, 28ffvelrnd 6253 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (𝑋𝑦) ∈ ℂ)
3026, 29cjmuld 13755 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (∗‘((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))) = ((∗‘(𝑋𝑥)) · (∗‘(𝑋𝑦))))
3121, 30eqtrd 2643 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (∗‘(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦))) = ((∗‘(𝑋𝑥)) · (∗‘(𝑋𝑦))))
3213nnnn0d 11198 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
332zncrng 19657 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ0 → (ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ CRing)
34 crngring 18327 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ CRing → (ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring)
3532, 33, 343syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring)
3635adantr 479 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring)
37 eqid 2609 . . . . . . . . . . . . . . 15 (.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) = (.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
387, 37ringcl 18330 . . . . . . . . . . . . . 14 (((ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
3936, 25, 28, 38syl3anc 1317 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
40 fvco3 6170 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (∗‘(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦))))
4122, 39, 40syl2anc 690 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (∗‘(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦))))
42 fvco3 6170 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = (∗‘(𝑋𝑥)))
4322, 25, 42syl2anc 690 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = (∗‘(𝑋𝑥)))
44 fvco3 6170 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ 𝑦 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦) = (∗‘(𝑋𝑦)))
4522, 28, 44syl2anc 690 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦) = (∗‘(𝑋𝑦)))
4643, 45oveq12d 6545 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)) = ((∗‘(𝑋𝑥)) · (∗‘(𝑋𝑦))))
4731, 41, 463eqtr4d 2653 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)))
4847ralrimivva 2953 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)))
49 eqid 2609 . . . . . . . . . . . . . 14 (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) = (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
507, 49ringidcl 18337 . . . . . . . . . . . . 13 ((ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring → (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
5135, 50syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
52 fvco3 6170 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = (∗‘(𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
538, 51, 52syl2anc 690 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = (∗‘(𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
5416simp2d 1066 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1)
5554fveq2d 6092 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (∗‘(𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) = (∗‘1))
56 1re 9895 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ
57 cjre 13673 . . . . . . . . . . . . 13 (1 ∈ ℝ → (∗‘1) = 1)
5856, 57ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (∗‘1) = 1
5955, 58syl6eq 2659 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∗‘(𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) = 1)
6053, 59eqtrd 2643 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1)
6116simp3d 1067 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))))
628, 42sylan 486 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = (∗‘(𝑋𝑥)))
63 cj0 13692 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (∗‘0) = 0
6463eqcomi 2618 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 0 = (∗‘0)
6564a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 0 = (∗‘0))
6662, 65eqeq12d 2624 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = 0 ↔ (∗‘(𝑋𝑥)) = (∗‘0)))
678ffvelrnda 6252 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑋𝑥) ∈ ℂ)
68 0cn 9888 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 ∈ ℂ
69 cj11 13696 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑋𝑥) ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → ((∗‘(𝑋𝑥)) = (∗‘0) ↔ (𝑋𝑥) = 0))
7067, 68, 69sylancl 692 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗‘(𝑋𝑥)) = (∗‘0) ↔ (𝑋𝑥) = 0))
7166, 70bitrd 266 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = 0 ↔ (𝑋𝑥) = 0))
7271necon3bid 2825 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 ↔ (𝑋𝑥) ≠ 0))
7372imbi1d 329 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) ↔ ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
7473ralbidva 2967 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) ↔ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
7561, 74mpbird 245 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))))
7648, 60, 753jca 1234 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)) ∧ ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
771, 2, 7, 11, 13, 3dchrelbas3 24680 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝑋) ∈ 𝐷 ↔ ((∗ ∘ 𝑋):(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)) ∧ ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))))
7810, 76, 77mpbir2and 958 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∗ ∘ 𝑋) ∈ 𝐷)
791, 2, 3, 4, 5, 78dchrmul 24690 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋)))
8079adantr 479 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋)))
8180fveq1d 6090 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋))‘𝑥))
8223sseli 3563 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) → 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
8382, 62sylan2 489 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = (∗‘(𝑋𝑥)))
8483oveq2d 6543 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥)) = ((𝑋𝑥) · (∗‘(𝑋𝑥))))
8582, 67sylan2 489 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑋𝑥) ∈ ℂ)
8685absvalsqd 13975 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((abs‘(𝑋𝑥))↑2) = ((𝑋𝑥) · (∗‘(𝑋𝑥))))
875adantr 479 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑋𝐷)
88 simpr 475 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
891, 3, 87, 2, 11, 88dchrabs 24702 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (abs‘(𝑋𝑥)) = 1)
9089oveq1d 6542 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((abs‘(𝑋𝑥))↑2) = (1↑2))
91 sq1 12775 . . . . . . . 8 (1↑2) = 1
9290, 91syl6eq 2659 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((abs‘(𝑋𝑥))↑2) = 1)
9384, 86, 923eqtr2d 2649 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥)) = 1)
948adantr 479 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
95 ffn 5944 . . . . . . . 8 (𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ → 𝑋 Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
9694, 95syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑋 Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
97 ffn 5944 . . . . . . . . 9 ((∗ ∘ 𝑋):(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ → (∗ ∘ 𝑋) Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
9810, 97syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∗ ∘ 𝑋) Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
9998adantr 479 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (∗ ∘ 𝑋) Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
100 fvex 6098 . . . . . . . 8 (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ V
101100a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ V)
10282adantl 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
103 fnfvof 6786 . . . . . . 7 (((𝑋 Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ (∗ ∘ 𝑋) Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) ∧ ((Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ V ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((𝑋𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥)))
10496, 99, 101, 102, 103syl22anc 1318 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((𝑋𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥)))
105 eqid 2609 . . . . . . 7 (0g𝐺) = (0g𝐺)
10613adantr 479 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
1071, 2, 105, 11, 106, 88dchr1 24699 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((0g𝐺)‘𝑥) = 1)
10893, 104, 1073eqtr4d 2653 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((0g𝐺)‘𝑥))
10981, 108eqtrd 2643 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((0g𝐺)‘𝑥))
110109ralrimiva 2948 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((0g𝐺)‘𝑥))
1111, 2, 3, 4, 5, 78dchrmulcl 24691 . . . 4 (𝜑 → (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) ∈ 𝐷)
1121dchrabl 24696 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝐺 ∈ Abel)
113 ablgrp 17967 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Abel → 𝐺 ∈ Grp)
11413, 112, 1133syl 18 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ Grp)
1153, 105grpidcl 17219 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp → (0g𝐺) ∈ 𝐷)
116114, 115syl 17 . . . 4 (𝜑 → (0g𝐺) ∈ 𝐷)
1171, 2, 3, 11, 111, 116dchreq 24700 . . 3 (𝜑 → ((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (0g𝐺) ↔ ∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((0g𝐺)‘𝑥)))
118110, 117mpbird 245 . 2 (𝜑 → (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (0g𝐺))
119 dchrinv.i . . . 4 𝐼 = (invg𝐺)
1203, 4, 105, 119grpinvid1 17239 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋𝐷 ∧ (∗ ∘ 𝑋) ∈ 𝐷) → ((𝐼𝑋) = (∗ ∘ 𝑋) ↔ (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (0g𝐺)))
121114, 5, 78, 120syl3anc 1317 . 2 (𝜑 → ((𝐼𝑋) = (∗ ∘ 𝑋) ↔ (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (0g𝐺)))
122118, 121mpbird 245 1 (𝜑 → (𝐼𝑋) = (∗ ∘ 𝑋))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 194  wa 382  w3a 1030   = wceq 1474  wcel 1976  wne 2779  wral 2895  Vcvv 3172  ccom 5032   Fn wfn 5785  wf 5786  cfv 5790  (class class class)co 6527  𝑓 cof 6770  cc 9790  cr 9791  0cc0 9792  1c1 9793   · cmul 9797  cn 10867  2c2 10917  0cn0 11139  cexp 12677  ccj 13630  abscabs 13768  Basecbs 15641  +gcplusg 15714  .rcmulr 15715  0gc0g 15869  Grpcgrp 17191  invgcminusg 17192  Abelcabl 17963  1rcur 18270  Ringcrg 18316  CRingccrg 18317  Unitcui 18408  ℤ/nczn 19615  DChrcdchr 24674
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1712  ax-4 1727  ax-5 1826  ax-6 1874  ax-7 1921  ax-8 1978  ax-9 1985  ax-10 2005  ax-11 2020  ax-12 2033  ax-13 2233  ax-ext 2589  ax-rep 4693  ax-sep 4703  ax-nul 4712  ax-pow 4764  ax-pr 4828  ax-un 6824  ax-inf2 8398  ax-cnex 9848  ax-resscn 9849  ax-1cn 9850  ax-icn 9851  ax-addcl 9852  ax-addrcl 9853  ax-mulcl 9854  ax-mulrcl 9855  ax-mulcom 9856  ax-addass 9857  ax-mulass 9858  ax-distr 9859  ax-i2m1 9860  ax-1ne0 9861  ax-1rid 9862  ax-rnegex 9863  ax-rrecex 9864  ax-cnre 9865  ax-pre-lttri 9866  ax-pre-lttrn 9867  ax-pre-ltadd 9868  ax-pre-mulgt0 9869  ax-pre-sup 9870  ax-addf 9871  ax-mulf 9872
This theorem depends on definitions:  df-bi 195  df-or 383  df-an 384  df-3or 1031  df-3an 1032  df-tru 1477  df-fal 1480  df-ex 1695  df-nf 1700  df-sb 1867  df-eu 2461  df-mo 2462  df-clab 2596  df-cleq 2602  df-clel 2605  df-nfc 2739  df-ne 2781  df-nel 2782  df-ral 2900  df-rex 2901  df-reu 2902  df-rmo 2903  df-rab 2904  df-v 3174  df-sbc 3402  df-csb 3499  df-dif 3542  df-un 3544  df-in 3546  df-ss 3553  df-pss 3555  df-nul 3874  df-if 4036  df-pw 4109  df-sn 4125  df-pr 4127  df-tp 4129  df-op 4131  df-uni 4367  df-int 4405  df-iun 4451  df-iin 4452  df-disj 4548  df-br 4578  df-opab 4638  df-mpt 4639  df-tr 4675  df-eprel 4939  df-id 4943  df-po 4949  df-so 4950  df-fr 4987  df-se 4988  df-we 4989  df-xp 5034  df-rel 5035  df-cnv 5036  df-co 5037  df-dm 5038  df-rn 5039  df-res 5040  df-ima 5041  df-pred 5583  df-ord 5629  df-on 5630  df-lim 5631  df-suc 5632  df-iota 5754  df-fun 5792  df-fn 5793  df-f 5794  df-f1 5795  df-fo 5796  df-f1o 5797  df-fv 5798  df-isom 5799  df-riota 6489  df-ov 6530  df-oprab 6531  df-mpt2 6532  df-of 6772  df-om 6935  df-1st 7036  df-2nd 7037  df-supp 7160  df-tpos 7216  df-wrecs 7271  df-recs 7332  df-rdg 7370  df-1o 7424  df-2o 7425  df-oadd 7428  df-omul 7429  df-er 7606  df-ec 7608  df-qs 7612  df-map 7723  df-pm 7724  df-ixp 7772  df-en 7819  df-dom 7820  df-sdom 7821  df-fin 7822  df-fsupp 8136  df-fi 8177  df-sup 8208  df-inf 8209  df-oi 8275  df-card 8625  df-acn 8628  df-cda 8850  df-pnf 9932  df-mnf 9933  df-xr 9934  df-ltxr 9935  df-le 9936  df-sub 10119  df-neg 10120  df-div 10534  df-nn 10868  df-2 10926  df-3 10927  df-4 10928  df-5 10929  df-6 10930  df-7 10931  df-8 10932  df-9 10933  df-n0 11140  df-z 11211  df-dec 11326  df-uz 11520  df-q 11621  df-rp 11665  df-xneg 11778  df-xadd 11779  df-xmul 11780  df-ioo 12006  df-ioc 12007  df-ico 12008  df-icc 12009  df-fz 12153  df-fzo 12290  df-fl 12410  df-mod 12486  df-seq 12619  df-exp 12678  df-fac 12878  df-bc 12907  df-hash 12935  df-shft 13601  df-cj 13633  df-re 13634  df-im 13635  df-sqrt 13769  df-abs 13770  df-limsup 13996  df-clim 14013  df-rlim 14014  df-sum 14211  df-ef 14583  df-sin 14585  df-cos 14586  df-pi 14588  df-dvds 14768  df-struct 15643  df-ndx 15644  df-slot 15645  df-base 15646  df-sets 15647  df-ress 15648  df-plusg 15727  df-mulr 15728  df-starv 15729  df-sca 15730  df-vsca 15731  df-ip 15732  df-tset 15733  df-ple 15734  df-ds 15737  df-unif 15738  df-hom 15739  df-cco 15740  df-rest 15852  df-topn 15853  df-0g 15871  df-gsum 15872  df-topgen 15873  df-pt 15874  df-prds 15877  df-xrs 15931  df-qtop 15936  df-imas 15937  df-qus 15938  df-xps 15939  df-mre 16015  df-mrc 16016  df-acs 16018  df-mgm 17011  df-sgrp 17053  df-mnd 17064  df-mhm 17104  df-submnd 17105  df-grp 17194  df-minusg 17195  df-sbg 17196  df-mulg 17310  df-subg 17360  df-nsg 17361  df-eqg 17362  df-ghm 17427  df-cntz 17519  df-od 17717  df-cmn 17964  df-abl 17965  df-mgp 18259  df-ur 18271  df-ring 18318  df-cring 18319  df-oppr 18392  df-dvdsr 18410  df-unit 18411  df-invr 18441  df-dvr 18452  df-rnghom 18484  df-drng 18518  df-subrg 18547  df-lmod 18634  df-lss 18700  df-lsp 18739  df-sra 18939  df-rgmod 18940  df-lidl 18941  df-rsp 18942  df-2idl 18999  df-psmet 19505  df-xmet 19506  df-met 19507  df-bl 19508  df-mopn 19509  df-fbas 19510  df-fg 19511  df-cnfld 19514  df-zring 19584  df-zrh 19616  df-zn 19619  df-top 20463  df-bases 20464  df-topon 20465  df-topsp 20466  df-cld 20575  df-ntr 20576  df-cls 20577  df-nei 20654  df-lp 20692  df-perf 20693  df-cn 20783  df-cnp 20784  df-haus 20871  df-tx 21117  df-hmeo 21310  df-fil 21402  df-fm 21494  df-flim 21495  df-flf 21496  df-xms 21876  df-ms 21877  df-tms 21878  df-cncf 22420  df-limc 23353  df-dv 23354  df-log 24024  df-cxp 24025  df-dchr 24675
This theorem is referenced by:  dchr2sum  24715  dchrisum0re  24919
  Copyright terms: Public domain W3C validator