Metamath Proof Explorer < Previous   Next > Nearby theorems Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  facth1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem facth1 23841
 Description: The factor theorem and its converse. A polynomial 𝐹 has a root at 𝐴 iff 𝐺 = 𝑥 − 𝐴 is a factor of 𝐹. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ply1rem.p 𝑃 = (Poly1𝑅)
ply1rem.b 𝐵 = (Base‘𝑃)
ply1rem.k 𝐾 = (Base‘𝑅)
ply1rem.x 𝑋 = (var1𝑅)
ply1rem.m = (-g𝑃)
ply1rem.a 𝐴 = (algSc‘𝑃)
ply1rem.g 𝐺 = (𝑋 (𝐴𝑁))
ply1rem.o 𝑂 = (eval1𝑅)
ply1rem.1 (𝜑𝑅 ∈ NzRing)
ply1rem.2 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
ply1rem.3 (𝜑𝑁𝐾)
ply1rem.4 (𝜑𝐹𝐵)
facth1.z 0 = (0g𝑅)
facth1.d = (∥r𝑃)
Assertion
Ref Expression
facth1 (𝜑 → (𝐺 𝐹 ↔ ((𝑂𝐹)‘𝑁) = 0 ))

Proof of Theorem facth1
StepHypRef Expression
1 ply1rem.1 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ NzRing)
2 nzrring 19189 . . . 4 (𝑅 ∈ NzRing → 𝑅 ∈ Ring)
31, 2syl 17 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
4 ply1rem.4 . . 3 (𝜑𝐹𝐵)
5 ply1rem.p . . . . . 6 𝑃 = (Poly1𝑅)
6 ply1rem.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝑃)
7 ply1rem.k . . . . . 6 𝐾 = (Base‘𝑅)
8 ply1rem.x . . . . . 6 𝑋 = (var1𝑅)
9 ply1rem.m . . . . . 6 = (-g𝑃)
10 ply1rem.a . . . . . 6 𝐴 = (algSc‘𝑃)
11 ply1rem.g . . . . . 6 𝐺 = (𝑋 (𝐴𝑁))
12 ply1rem.o . . . . . 6 𝑂 = (eval1𝑅)
13 ply1rem.2 . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
14 ply1rem.3 . . . . . 6 (𝜑𝑁𝐾)
15 eqid 2621 . . . . . 6 (Monic1p𝑅) = (Monic1p𝑅)
16 eqid 2621 . . . . . 6 ( deg1𝑅) = ( deg1𝑅)
17 facth1.z . . . . . 6 0 = (0g𝑅)
185, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 1, 13, 14, 15, 16, 17ply1remlem 23839 . . . . 5 (𝜑 → (𝐺 ∈ (Monic1p𝑅) ∧ (( deg1𝑅)‘𝐺) = 1 ∧ ((𝑂𝐺) “ { 0 }) = {𝑁}))
1918simp1d 1071 . . . 4 (𝜑𝐺 ∈ (Monic1p𝑅))
20 eqid 2621 . . . . 5 (Unic1p𝑅) = (Unic1p𝑅)
2120, 15mon1puc1p 23827 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ (Monic1p𝑅)) → 𝐺 ∈ (Unic1p𝑅))
223, 19, 21syl2anc 692 . . 3 (𝜑𝐺 ∈ (Unic1p𝑅))
23 facth1.d . . . 4 = (∥r𝑃)
24 eqid 2621 . . . 4 (0g𝑃) = (0g𝑃)
25 eqid 2621 . . . 4 (rem1p𝑅) = (rem1p𝑅)
265, 23, 6, 20, 24, 25dvdsr1p 23838 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹𝐵𝐺 ∈ (Unic1p𝑅)) → (𝐺 𝐹 ↔ (𝐹(rem1p𝑅)𝐺) = (0g𝑃)))
273, 4, 22, 26syl3anc 1323 . 2 (𝜑 → (𝐺 𝐹 ↔ (𝐹(rem1p𝑅)𝐺) = (0g𝑃)))
285, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 1, 13, 14, 4, 25ply1rem 23840 . . 3 (𝜑 → (𝐹(rem1p𝑅)𝐺) = (𝐴‘((𝑂𝐹)‘𝑁)))
295, 10, 17, 24ply1scl0 19588 . . . . 5 (𝑅 ∈ Ring → (𝐴0 ) = (0g𝑃))
303, 29syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝐴0 ) = (0g𝑃))
3130eqcomd 2627 . . 3 (𝜑 → (0g𝑃) = (𝐴0 ))
3228, 31eqeq12d 2636 . 2 (𝜑 → ((𝐹(rem1p𝑅)𝐺) = (0g𝑃) ↔ (𝐴‘((𝑂𝐹)‘𝑁)) = (𝐴0 )))
335, 10, 7, 6ply1sclf1 19587 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → 𝐴:𝐾1-1𝐵)
343, 33syl 17 . . 3 (𝜑𝐴:𝐾1-1𝐵)
3512, 5, 7, 6, 13, 14, 4fveval1fvcl 19625 . . 3 (𝜑 → ((𝑂𝐹)‘𝑁) ∈ 𝐾)
367, 17ring0cl 18497 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → 0𝐾)
373, 36syl 17 . . 3 (𝜑0𝐾)
38 f1fveq 6479 . . 3 ((𝐴:𝐾1-1𝐵 ∧ (((𝑂𝐹)‘𝑁) ∈ 𝐾0𝐾)) → ((𝐴‘((𝑂𝐹)‘𝑁)) = (𝐴0 ) ↔ ((𝑂𝐹)‘𝑁) = 0 ))
3934, 35, 37, 38syl12anc 1321 . 2 (𝜑 → ((𝐴‘((𝑂𝐹)‘𝑁)) = (𝐴0 ) ↔ ((𝑂𝐹)‘𝑁) = 0 ))
4027, 32, 393bitrd 294 1 (𝜑 → (𝐺 𝐹 ↔ ((𝑂𝐹)‘𝑁) = 0 ))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 196   = wceq 1480   ∈ wcel 1987  {csn 4153   class class class wbr 4618  ◡ccnv 5078   “ cima 5082  –1-1→wf1 5849  ‘cfv 5852  (class class class)co 6610  1c1 9888  Basecbs 15788  0gc0g 16028  -gcsg 17352  Ringcrg 18475  CRingccrg 18476  ∥rcdsr 18566  NzRingcnzr 19185  algSccascl 19239  var1cv1 19474  Poly1cpl1 19475  eval1ce1 19607   deg1 cdg1 23731  Monic1pcmn1 23802  Unic1pcuc1p 23803  rem1pcr1p 23805 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4736  ax-sep 4746  ax-nul 4754  ax-pow 4808  ax-pr 4872  ax-un 6909  ax-inf2 8489  ax-cnex 9943  ax-resscn 9944  ax-1cn 9945  ax-icn 9946  ax-addcl 9947  ax-addrcl 9948  ax-mulcl 9949  ax-mulrcl 9950  ax-mulcom 9951  ax-addass 9952  ax-mulass 9953  ax-distr 9954  ax-i2m1 9955  ax-1ne0 9956  ax-1rid 9957  ax-rnegex 9958  ax-rrecex 9959  ax-cnre 9960  ax-pre-lttri 9961  ax-pre-lttrn 9962  ax-pre-ltadd 9963  ax-pre-mulgt0 9964  ax-pre-sup 9965  ax-addf 9966  ax-mulf 9967 This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3191  df-sbc 3422  df-csb 3519  df-dif 3562  df-un 3564  df-in 3566  df-ss 3573  df-pss 3575  df-nul 3897  df-if 4064  df-pw 4137  df-sn 4154  df-pr 4156  df-tp 4158  df-op 4160  df-uni 4408  df-int 4446  df-iun 4492  df-iin 4493  df-br 4619  df-opab 4679  df-mpt 4680  df-tr 4718  df-eprel 4990  df-id 4994  df-po 5000  df-so 5001  df-fr 5038  df-se 5039  df-we 5040  df-xp 5085  df-rel 5086  df-cnv 5087  df-co 5088  df-dm 5089  df-rn 5090  df-res 5091  df-ima 5092  df-pred 5644  df-ord 5690  df-on 5691  df-lim 5692  df-suc 5693  df-iota 5815  df-fun 5854  df-fn 5855  df-f 5856  df-f1 5857  df-fo 5858  df-f1o 5859  df-fv 5860  df-isom 5861  df-riota 6571  df-ov 6613  df-oprab 6614  df-mpt2 6615  df-of 6857  df-ofr 6858  df-om 7020  df-1st 7120  df-2nd 7121  df-supp 7248  df-tpos 7304  df-wrecs 7359  df-recs 7420  df-rdg 7458  df-1o 7512  df-2o 7513  df-oadd 7516  df-er 7694  df-map 7811  df-pm 7812  df-ixp 7860  df-en 7907  df-dom 7908  df-sdom 7909  df-fin 7910  df-fsupp 8227  df-sup 8299  df-oi 8366  df-card 8716  df-pnf 10027  df-mnf 10028  df-xr 10029  df-ltxr 10030  df-le 10031  df-sub 10219  df-neg 10220  df-nn 10972  df-2 11030  df-3 11031  df-4 11032  df-5 11033  df-6 11034  df-7 11035  df-8 11036  df-9 11037  df-n0 11244  df-z 11329  df-dec 11445  df-uz 11639  df-fz 12276  df-fzo 12414  df-seq 12749  df-hash 13065  df-struct 15790  df-ndx 15791  df-slot 15792  df-base 15793  df-sets 15794  df-ress 15795  df-plusg 15882  df-mulr 15883  df-starv 15884  df-sca 15885  df-vsca 15886  df-ip 15887  df-tset 15888  df-ple 15889  df-ds 15892  df-unif 15893  df-hom 15894  df-cco 15895  df-0g 16030  df-gsum 16031  df-prds 16036  df-pws 16038  df-mre 16174  df-mrc 16175  df-acs 16177  df-mgm 17170  df-sgrp 17212  df-mnd 17223  df-mhm 17263  df-submnd 17264  df-grp 17353  df-minusg 17354  df-sbg 17355  df-mulg 17469  df-subg 17519  df-ghm 17586  df-cntz 17678  df-cmn 18123  df-abl 18124  df-mgp 18418  df-ur 18430  df-srg 18434  df-ring 18477  df-cring 18478  df-oppr 18551  df-dvdsr 18569  df-unit 18570  df-invr 18600  df-rnghom 18643  df-subrg 18706  df-lmod 18793  df-lss 18861  df-lsp 18900  df-nzr 19186  df-rlreg 19211  df-assa 19240  df-asp 19241  df-ascl 19242  df-psr 19284  df-mvr 19285  df-mpl 19286  df-opsr 19288  df-evls 19434  df-evl 19435  df-psr1 19478  df-vr1 19479  df-ply1 19480  df-coe1 19481  df-evl1 19609  df-cnfld 19675  df-mdeg 23732  df-deg1 23733  df-mon1 23807  df-uc1p 23808  df-q1p 23809  df-r1p 23810 This theorem is referenced by:  fta1glem1  23842  fta1glem2  23843
 Copyright terms: Public domain W3C validator