Theorem r1pid 24747

Description: Express the original polynomial 𝐹 as 𝐹 = (𝑞 · 𝐺) + 𝑟 using the quotient and remainder functions for 𝑞 and 𝑟. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
r1pid.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
r1pid.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
r1pid.c	⊢ 𝐶 = (Unic1p‘𝑅)
r1pid.q	⊢ 𝑄 = (quot1p‘𝑅)
r1pid.e	⊢ 𝐸 = (rem1p‘𝑅)
r1pid.t	⊢ · = (.r‘𝑃)
r1pid.m	⊢ + = (+g‘𝑃)

Assertion

Ref	Expression
r1pid	⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → 𝐹 = (((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) + (𝐹𝐸𝐺)))

Proof of Theorem r1pid

Step	Hyp	Ref	Expression
1		r1pid.p	. . . . . 6 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
2		r1pid.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
3		r1pid.c	. . . . . 6 ⊢ 𝐶 = (Unic1p‘𝑅)
4	1, 2, 3	uc1pcl 24731	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ 𝐶 → 𝐺 ∈ 𝐵)
5		r1pid.e	. . . . . 6 ⊢ 𝐸 = (rem1p‘𝑅)
6		r1pid.q	. . . . . 6 ⊢ 𝑄 = (quot1p‘𝑅)
7		r1pid.t	. . . . . 6 ⊢ · = (.r‘𝑃)
8		eqid 2821	. . . . . 6 ⊢ (-g‘𝑃) = (-g‘𝑃)
9	5, 1, 2, 6, 7, 8	r1pval 24744	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → (𝐹𝐸𝐺) = (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)))
10	4, 9	sylan2 594	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → (𝐹𝐸𝐺) = (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)))
11	10	3adant1 1126	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → (𝐹𝐸𝐺) = (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)))
12	11	oveq2d 7166	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → (((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) + (𝐹𝐸𝐺)) = (((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) + (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺))))
13	1	ply1ring 20410	. . . . 5 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
14	13	3ad2ant1 1129	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → 𝑃 ∈ Ring)
15		ringabl 19324	. . . 4 ⊢ (𝑃 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Abel)
16	14, 15	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → 𝑃 ∈ Abel)
17	6, 1, 2, 3	q1pcl 24743	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → (𝐹𝑄𝐺) ∈ 𝐵)
18	4	3ad2ant3 1131	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → 𝐺 ∈ 𝐵)
19	2, 7	ringcl 19305	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ Ring ∧ (𝐹𝑄𝐺) ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐵) → ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) ∈ 𝐵)
20	14, 17, 18, 19	syl3anc 1367	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) ∈ 𝐵)
21		ringgrp 19296	. . . . 5 ⊢ (𝑃 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Grp)
22	14, 21	syl 17	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → 𝑃 ∈ Grp)
23		simp2 1133	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → 𝐹 ∈ 𝐵)
24	2, 8	grpsubcl 18173	. . . 4 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) ∈ 𝐵) → (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) ∈ 𝐵)
25	22, 23, 20, 24	syl3anc 1367	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) ∈ 𝐵)
26		r1pid.m	. . . 4 ⊢ + = (+g‘𝑃)
27	2, 26	ablcom 18918	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ Abel ∧ ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) ∈ 𝐵 ∧ (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) ∈ 𝐵) → (((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) + (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺))) = ((𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) + ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)))
28	16, 20, 25, 27	syl3anc 1367	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → (((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) + (𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺))) = ((𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) + ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)))
29	2, 26, 8	grpnpcan 18185	. . 3 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) ∈ 𝐵) → ((𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) + ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) = 𝐹)
30	22, 23, 20, 29	syl3anc 1367	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → ((𝐹(-g‘𝑃)((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) + ((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺)) = 𝐹)
31	12, 28, 30	3eqtrrd 2861	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ∈ 𝐶) → 𝐹 = (((𝐹𝑄𝐺) · 𝐺) + (𝐹𝐸𝐺)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ w3a 1083   = wceq 1533   ∈ wcel 2110  ‘cfv 6350  (class class class)co 7150  Basecbs 16477  +_gcplusg 16559  ._rcmulr 16560  Grpcgrp 18097  -_gcsg 18099  Abelcabl 18901  Ringcrg 19291  Poly₁cpl1 20339  Unic_1pcuc1p 24714  quot_1pcq1p 24715  rem_1pcr1p 24716

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2156  ax-12 2172  ax-ext 2793  ax-rep 5183  ax-sep 5196  ax-nul 5203  ax-pow 5259  ax-pr 5322  ax-un 7455  ax-cnex 10587  ax-resscn 10588  ax-1cn 10589  ax-icn 10590  ax-addcl 10591  ax-addrcl 10592  ax-mulcl 10593  ax-mulrcl 10594  ax-mulcom 10595  ax-addass 10596  ax-mulass 10597  ax-distr 10598  ax-i2m1 10599  ax-1ne0 10600  ax-1rid 10601  ax-rnegex 10602  ax-rrecex 10603  ax-cnre 10604  ax-pre-lttri 10605  ax-pre-lttrn 10606  ax-pre-ltadd 10607  ax-pre-mulgt0 10608  ax-pre-sup 10609  ax-addf 10610  ax-mulf 10611

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3497  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4833  df-int 4870  df-iun 4914  df-iin 4915  df-br 5060  df-opab 5122  df-mpt 5140  df-tr 5166  df-id 5455  df-eprel 5460  df-po 5469  df-so 5470  df-fr 5509  df-se 5510  df-we 5511  df-xp 5556  df-rel 5557  df-cnv 5558  df-co 5559  df-dm 5560  df-rn 5561  df-res 5562  df-ima 5563  df-pred 6143  df-ord 6189  df-on 6190  df-lim 6191  df-suc 6192  df-iota 6309  df-fun 6352  df-fn 6353  df-f 6354  df-f1 6355  df-fo 6356  df-f1o 6357  df-fv 6358  df-isom 6359  df-riota 7108  df-ov 7153  df-oprab 7154  df-mpo 7155  df-of 7403  df-ofr 7404  df-om 7575  df-1st 7683  df-2nd 7684  df-supp 7825  df-tpos 7886  df-wrecs 7941  df-recs 8002  df-rdg 8040  df-1o 8096  df-2o 8097  df-oadd 8100  df-er 8283  df-map 8402  df-pm 8403  df-ixp 8456  df-en 8504  df-dom 8505  df-sdom 8506  df-fin 8507  df-fsupp 8828  df-sup 8900  df-oi 8968  df-card 9362  df-pnf 10671  df-mnf 10672  df-xr 10673  df-ltxr 10674  df-le 10675  df-sub 10866  df-neg 10867  df-nn 11633  df-2 11694  df-3 11695  df-4 11696  df-5 11697  df-6 11698  df-7 11699  df-8 11700  df-9 11701  df-n0 11892  df-z 11976  df-dec 12093  df-uz 12238  df-fz 12887  df-fzo 13028  df-seq 13364  df-hash 13685  df-struct 16479  df-ndx 16480  df-slot 16481  df-base 16483  df-sets 16484  df-ress 16485  df-plusg 16572  df-mulr 16573  df-starv 16574  df-sca 16575  df-vsca 16576  df-tset 16578  df-ple 16579  df-ds 16581  df-unif 16582  df-0g 16709  df-gsum 16710  df-mre 16851  df-mrc 16852  df-acs 16854  df-mgm 17846  df-sgrp 17895  df-mnd 17906  df-mhm 17950  df-submnd 17951  df-grp 18100  df-minusg 18101  df-sbg 18102  df-mulg 18219  df-subg 18270  df-ghm 18350  df-cntz 18441  df-cmn 18902  df-abl 18903  df-mgp 19234  df-ur 19246  df-ring 19293  df-cring 19294  df-oppr 19367  df-dvdsr 19385  df-unit 19386  df-invr 19416  df-subrg 19527  df-lmod 19630  df-lss 19698  df-rlreg 20050  df-psr 20130  df-mvr 20131  df-mpl 20132  df-opsr 20134  df-psr1 20342  df-vr1 20343  df-ply1 20344  df-coe1 20345  df-cnfld 20540  df-mdeg 24643  df-deg1 24644  df-uc1p 24719  df-q1p 24720  df-r1p 24721

This theorem is referenced by:  ply1rem  24751