Theorem lgseisen 16398

Description: Eisenstein's lemma, an expression for ( P /L Q ) when P , Q are distinct odd primes. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Jun-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
lgseisen.1	|- ( ph -> P e. ( Prime \ { 2 } ) )
lgseisen.2	|- ( ph -> Q e. ( Prime \ { 2 } ) )
lgseisen.3	|- ( ph -> P =/= Q )

Assertion

Ref	Expression
lgseisen	|- ( ph -> ( Q /L P ) = ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) )

Distinct variable groups:   x, P   ph, x   x, Q

Proof of Theorem lgseisen

Dummy variable y is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lgseisen.2	. . . . 5 |- ( ph -> Q e. ( Prime \ { 2 } ) )
2	1	eldifad 3231	. . . 4 |- ( ph -> Q e. Prime )
3		prmz 12914	. . . 4 |- ( Q e. Prime -> Q e. ZZ )
4	2, 3	syl 14	. . 3 |- ( ph -> Q e. ZZ )
5		lgseisen.1	. . 3 |- ( ph -> P e. ( Prime \ { 2 } ) )
6		lgsval3 16342	. . 3 |- ( ( Q e. ZZ /\ P e. ( Prime \ { 2 } ) ) -> ( Q /L P ) = ( ( ( ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) - 1 ) )
7	4, 5, 6	syl2anc 415	. 2 |- ( ph -> ( Q /L P ) = ( ( ( ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) - 1 ) )
8	1	gausslemma2dlem0a 16373	. . . . . . 7 |- ( ph -> Q e. NN )
9		oddprm 13067	. . . . . . . . 9 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN )
10	5, 9	syl 14	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN )
11	10	nnnn0d 9631	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. NN0 )
12	8, 11	nnexpcld 11154	. . . . . 6 |- ( ph -> ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. NN )
13		nnq 10049	. . . . . 6 |- ( ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. NN -> ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. QQ )
14	12, 13	syl 14	. . . . 5 |- ( ph -> ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. QQ )
15		1zzd 9682	. . . . . . . 8 |- ( ph -> 1 e. ZZ )
16	15	znegcld 9781	. . . . . . 7 |- ( ph -> -u 1 e. ZZ )
17		zq 10042	. . . . . . 7 |- ( -u 1 e. ZZ -> -u 1 e. QQ )
18	16, 17	syl 14	. . . . . 6 |- ( ph -> -u 1 e. QQ )
19		neg1ne0 9420	. . . . . . 7 |- -u 1 =/= 0
20	19	a1i 9	. . . . . 6 |- ( ph -> -u 1 =/= 0 )
21	10	nnzd 9778	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( P - 1 ) / 2 ) e. ZZ )
22	15, 21	fzfigd 10889	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) e. Fin )
23	5	gausslemma2dlem0a 16373	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> P e. NN )
24		znq 10040	. . . . . . . . . 10 |- ( ( Q e. ZZ /\ P e. NN ) -> ( Q / P ) e. QQ )
25	4, 23, 24	syl2anc 415	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( Q / P ) e. QQ )
26		2z 9683	. . . . . . . . . . . 12 |- 2 e. ZZ
27	26	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ph /\ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ) -> 2 e. ZZ )
28		elfznn 10477	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) -> x e. NN )
29	28	adantl 277	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ph /\ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ) -> x e. NN )
30	29	nnzd 9778	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ph /\ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ) -> x e. ZZ )
31	27, 30	zmulcld 9785	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ph /\ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ) -> ( 2 x. x ) e. ZZ )
32		zq 10042	. . . . . . . . . 10 |- ( ( 2 x. x ) e. ZZ -> ( 2 x. x ) e. QQ )
33	31, 32	syl 14	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ) -> ( 2 x. x ) e. QQ )
34		qmulcl 10053	. . . . . . . . 9 |- ( ( ( Q / P ) e. QQ /\ ( 2 x. x ) e. QQ ) -> ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) e. QQ )
35	25, 33, 34	syl2an2r 603	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ) -> ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) e. QQ )
36	35	flqcld 10731	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ) -> ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) e. ZZ )
37	22, 36	fsumzcl 12194	. . . . . 6 |- ( ph -> sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) e. ZZ )
38		qexpclz 11018	. . . . . 6 |- ( ( -u 1 e. QQ /\ -u 1 =/= 0 /\ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) e. ZZ ) -> ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) e. QQ )
39	18, 20, 37, 38	syl3anc 1278	. . . . 5 |- ( ph -> ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) e. QQ )
40		1z 9681	. . . . . 6 |- 1 e. ZZ
41		zq 10042	. . . . . 6 |- ( 1 e. ZZ -> 1 e. QQ )
42	40, 41	mp1i 10	. . . . 5 |- ( ph -> 1 e. QQ )
43		nnq 10049	. . . . . 6 |- ( P e. NN -> P e. QQ )
44	23, 43	syl 14	. . . . 5 |- ( ph -> P e. QQ )
45	23	nngt0d 9357	. . . . 5 |- ( ph -> 0 < P )
46		lgseisen.3	. . . . . 6 |- ( ph -> P =/= Q )
47		eqid 2238	. . . . . 6 |- ( ( Q x. ( 2 x. x ) ) mod P ) = ( ( Q x. ( 2 x. x ) ) mod P )
48		eqid 2238	. . . . . 6 |- ( x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) |-> ( ( ( ( -u 1 ^ ( ( Q x. ( 2 x. x ) ) mod P ) ) x. ( ( Q x. ( 2 x. x ) ) mod P ) ) mod P ) / 2 ) ) = ( x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) |-> ( ( ( ( -u 1 ^ ( ( Q x. ( 2 x. x ) ) mod P ) ) x. ( ( Q x. ( 2 x. x ) ) mod P ) ) mod P ) / 2 ) )
49		eqid 2238	. . . . . 6 |- ( ( Q x. ( 2 x. y ) ) mod P ) = ( ( Q x. ( 2 x. y ) ) mod P )
50		eqid 2238	. . . . . 6 |- (ℤ/nℤ ` P ) = (ℤ/nℤ ` P )
51		eqid 2238	. . . . . 6 |- (mulGrp ` (ℤ/nℤ ` P ) ) = (mulGrp ` (ℤ/nℤ ` P ) )
52		eqid 2238	. . . . . 6 |- ( ZRHom ` (ℤ/nℤ ` P ) ) = ( ZRHom ` (ℤ/nℤ ` P ) )
53	5, 1, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52	lgseisenlem4 16397	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) mod P ) = ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) mod P ) )
54	14, 39, 42, 44, 45, 53	modqadd1 10819	. . . 4 |- ( ph -> ( ( ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) mod P ) )
55		qaddcl 10051	. . . . . 6 |- ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) e. QQ /\ 1 e. QQ ) -> ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) e. QQ )
56	39, 42, 55	syl2anc 415	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) e. QQ )
57		df-neg 8507	. . . . . . 7 |- -u 1 = ( 0 - 1 )
58		neg1cn 9418	. . . . . . . . . . . 12 |- -u 1 e. CC
59		neg1ap0 9422	. . . . . . . . . . . 12 |- -u 1 # 0
60		absexpzap 11869	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( -u 1 e. CC /\ -u 1 # 0 /\ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) e. ZZ ) -> ( abs ` ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) ) = ( ( abs ` -u 1 ) ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) )
61	58, 59, 37, 60	mp3an12i 1382	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( abs ` ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) ) = ( ( abs ` -u 1 ) ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) )
62		ax-1cn 8278	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- 1 e. CC
63	62	absnegi 11936	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( abs ` -u 1 ) = ( abs ` 1 )
64		abs1 11860	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( abs ` 1 ) = 1
65	63, 64	eqtri 2259	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( abs ` -u 1 ) = 1
66	65	oveq1i 6098	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( abs ` -u 1 ) ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) = ( 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) )
67		1exp 11026	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) e. ZZ -> ( 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) = 1 )
68	37, 67	syl 14	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> ( 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) = 1 )
69	66, 68	eqtrid 2283	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( ( abs ` -u 1 ) ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) = 1 )
70	61, 69	eqtrd 2271	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( abs ` ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) ) = 1 )
71		1le1 8908	. . . . . . . . . 10 |- 1 <_ 1
72	70, 71	eqbrtrdi 4170	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( abs ` ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) ) <_ 1 )
73		neg1rr 9419	. . . . . . . . . . . 12 |- -u 1 e. RR
74	73	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> -u 1 e. RR )
75	59	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> -u 1 # 0 )
76	74, 75, 37	reexpclzapd 11157	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) e. RR )
77		1re 8331	. . . . . . . . . 10 |- 1 e. RR
78		absle 11878	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) e. RR /\ 1 e. RR ) -> ( ( abs ` ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) ) <_ 1 <-> ( -u 1 <_ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) /\ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) <_ 1 ) ) )
79	76, 77, 78	sylancl 417	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> ( ( abs ` ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) ) <_ 1 <-> ( -u 1 <_ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) /\ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) <_ 1 ) ) )
80	72, 79	mpbid 147	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( -u 1 <_ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) /\ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) <_ 1 ) )
81	80	simpld 112	. . . . . . 7 |- ( ph -> -u 1 <_ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) )
82	57, 81	eqbrtrrid 4167	. . . . . 6 |- ( ph -> ( 0 - 1 ) <_ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) )
83		0red 8333	. . . . . . 7 |- ( ph -> 0 e. RR )
84		1red 8347	. . . . . . 7 |- ( ph -> 1 e. RR )
85	83, 84, 76	lesubaddd 8877	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( 0 - 1 ) <_ ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) <-> 0 <_ ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) ) )
86	82, 85	mpbid 147	. . . . 5 |- ( ph -> 0 <_ ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) )
87	23	nnred 9326	. . . . . . . 8 |- ( ph -> P e. RR )
88		peano2rem 8600	. . . . . . . 8 |- ( P e. RR -> ( P - 1 ) e. RR )
89	87, 88	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( P - 1 ) e. RR )
90	80	simprd 114	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) <_ 1 )
91		df-2 9372	. . . . . . . . 9 |- 2 = ( 1 + 1 )
92		eldifsni 3843	. . . . . . . . . . . 12 |- ( P e. ( Prime \ { 2 } ) -> P =/= 2 )
93	5, 92	syl 14	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> P =/= 2 )
94	23	nnzd 9778	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> P e. ZZ )
95		zapne 9730	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( P e. ZZ /\ 2 e. ZZ ) -> ( P # 2 <-> P =/= 2 ) )
96	94, 26, 95	sylancl 417	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> ( P # 2 <-> P =/= 2 ) )
97	93, 96	mpbird 167	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> P # 2 )
98		2re 9383	. . . . . . . . . . . 12 |- 2 e. RR
99	98	a1i 9	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> 2 e. RR )
100	5	eldifad 3231	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ph -> P e. Prime )
101		prmuz2 12935	. . . . . . . . . . . 12 |- ( P e. Prime -> P e. ( ZZ>= ` 2 ) )
102		eluzle 9950	. . . . . . . . . . . 12 |- ( P e. ( ZZ>= ` 2 ) -> 2 <_ P )
103	100, 101, 102	3syl 17	. . . . . . . . . . 11 |- ( ph -> 2 <_ P )
104	99, 87, 103	leltapd 8975	. . . . . . . . . 10 |- ( ph -> ( 2 < P <-> P # 2 ) )
105	97, 104	mpbird 167	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> 2 < P )
106	91, 105	eqbrtrrid 4167	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( 1 + 1 ) < P )
107	84, 84, 87	ltaddsubd 8880	. . . . . . . 8 |- ( ph -> ( ( 1 + 1 ) < P <-> 1 < ( P - 1 ) ) )
108	106, 107	mpbid 147	. . . . . . 7 |- ( ph -> 1 < ( P - 1 ) )
109	76, 84, 89, 90, 108	lelttrd 8458	. . . . . 6 |- ( ph -> ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) < ( P - 1 ) )
110	76, 84, 87	ltaddsubd 8880	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) < P <-> ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) < ( P - 1 ) ) )
111	109, 110	mpbird 167	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) < P )
112		modqid 10807	. . . . 5 |- ( ( ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) e. QQ /\ P e. QQ ) /\ ( 0 <_ ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) /\ ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) < P ) ) -> ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) mod P ) = ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) )
113	56, 44, 86, 111, 112	syl22anc 1279	. . . 4 |- ( ph -> ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) mod P ) = ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) )
114	54, 113	eqtrd 2271	. . 3 |- ( ph -> ( ( ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) = ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) )
115	114	oveq1d 6103	. 2 |- ( ph -> ( ( ( ( Q ^ ( ( P - 1 ) / 2 ) ) + 1 ) mod P ) - 1 ) = ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) - 1 ) )
116	76	recnd 8360	. . 3 |- ( ph -> ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) e. CC )
117		pncan 8539	. . 3 |- ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) e. CC /\ 1 e. CC ) -> ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) - 1 ) = ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) )
118	116, 62, 117	sylancl 417	. 2 |- ( ph -> ( ( ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) + 1 ) - 1 ) = ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) )
119	7, 115, 118	3eqtrd 2275	1 |- ( ph -> ( Q /L P ) = ( -u 1 ^ sum_ x e. ( 1 ... ( ( P - 1 ) / 2 ) ) ( |_ ` ( ( Q / P ) x. ( 2 x. x ) ) ) ) )

This proof depends on syntax axioms:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   = wceq 1402   e. wcel 2209   =/= wne 2420   \ cdif 3217   {csn 3709   class class class wbr 4131   |-> cmpt 4193   ` cfv 5380  (class class class)co 6088   CCcc 8183   RRcr 8184   0cc0 8185   1c1 8186   + caddc 8188   x. cmul 8190   < clt 8366   <_ cle 8367   - cmin 8504   -ucneg 8505   # cap 8917   / cdiv 9010   NNcn 9313   2c2 9364   ZZcz 9655   ZZ>=cuz 9937   QQcq 10035   ...cfz 10428   |_cfl 10720   mod cmo 10780   ^cexp 10996   abscabs 11785   sum_csu 12144   Primecprime 12910  mulGrpcmgp 14324   ZRHomczrh 15055  ℤ/nℤczn 15057   /Lclgs 16321

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1cn 8278  ax-1re 8279  ax-icn 8280  ax-addcl 8281  ax-addrcl 8282  ax-mulcl 8283  ax-mulrcl 8284  ax-addcom 8285  ax-mulcom 8286  ax-addass 8287  ax-mulass 8288  ax-distr 8289  ax-i2m1 8290  ax-0lt1 8291  ax-1rid 8292  ax-0id 8293  ax-rnegex 8294  ax-precex 8295  ax-cnre 8296  ax-pre-ltirr 8297  ax-pre-ltwlin 8298  ax-pre-lttrn 8299  ax-pre-apti 8300  ax-pre-ltadd 8301  ax-pre-mulgt0 8302  ax-pre-mulext 8303  ax-arch 8304  ax-caucvg 8305  ax-addf 8307  ax-mulf 8308

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-stab 843  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-xor 1425  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-tp 3717  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-po 4443  df-iso 4444  df-iord 4513  df-on 4515  df-ilim 4516  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-isom 5389  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-of 6305  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-tpos 6520  df-recs 6580  df-irdg 6645  df-frec 6666  df-1o 6691  df-2o 6692  df-oadd 6695  df-er 6811  df-ec 6813  df-qs 6817  df-map 6928  df-en 7027  df-dom 7028  df-fin 7029  df-sup 7330  df-inf 7331  df-pnf 8368  df-mnf 8369  df-xr 8370  df-ltxr 8371  df-le 8372  df-sub 8506  df-neg 8507  df-reap 8911  df-ap 8918  df-div 9011  df-inn 9314  df-2 9372  df-3 9373  df-4 9374  df-5 9375  df-6 9376  df-7 9377  df-8 9378  df-9 9379  df-n0 9575  df-z 9656  df-dec 9789  df-uz 9938  df-q 10036  df-rp 10072  df-fz 10429  df-fzo 10567  df-fl 10722  df-mod 10781  df-seqfrec 10906  df-exp 10997  df-ihash 11237  df-cj 11629  df-re 11630  df-im 11631  df-rsqrt 11786  df-abs 11787  df-clim 12070  df-sumdc 12145  df-proddc 12343  df-dvds 12580  df-gcd 12756  df-prm 12911  df-phi 13018  df-pc 13093  df-struct 13412  df-ndx 13413  df-slot 13414  df-base 13416  df-sets 13417  df-iress 13418  df-plusg 13503  df-mulr 13504  df-starv 13505  df-sca 13506  df-vsca 13507  df-ip 13508  df-tset 13509  df-ple 13510  df-ds 13512  df-unif 13513  df-0g 13671  df-gzsum 13672  df-topgen 13673  df-iimas 13683  df-qus 13684  df-mgm 13735  df-sgrp 13776  df-mnd 13789  df-mhm 13825  df-submnd 13826  df-grp 13867  df-minusg 13868  df-sbg 13869  df-mulg 13982  df-subg 14032  df-nsg 14033  df-eqg 14034  df-ghm 14103  df-cmn 14179  df-abl 14180  df-gsumfi 14241  df-mgp 14325  df-rng 14339  df-ur 14370  df-srg 14375  df-ring 14409  df-cring 14410  df-oppr 14482  df-dvdsr 14504  df-unit 14505  df-invr 14537  df-dvr 14548  df-rhm 14568  df-nzr 14596  df-subrg 14636  df-domn 14676  df-idom 14677  df-lmod 14734  df-lssm 14799  df-lsp 14833  df-sra 14881  df-rgmod 14882  df-lidl 14915  df-rsp 14916  df-2idl 14946  df-bl 14992  df-mopn 14993  df-fg 14995  df-metu 14996  df-cnfld 15003  df-zring 15035  df-zrh 15058  df-zn 15060  df-lgs 16322

This theorem is used by:  lgsquadlem2  16402