Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  1arithidomlem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem 1arithidomlem1 33550
Description: Lemma for 1arithidom 33552. (Contributed by Thierry Arnoux, 30-May-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
1arithidom.u 𝑈 = (Unit‘𝑅)
1arithidom.i 𝑃 = (RPrime‘𝑅)
1arithidom.m 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
1arithidom.t · = (.r𝑅)
1arithidom.j 𝐽 = (0..^(♯‘𝐹))
1arithidom.r (𝜑𝑅 ∈ IDomn)
1arithidom.f (𝜑𝐹 ∈ Word 𝑃)
1arithidom.g (𝜑𝐺 ∈ Word 𝑃)
1arithidom.1 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑀 Σg 𝐺))
1arithidomlem.1 (𝜑𝑄𝑃)
1arithidomlem.2 (𝜑 → ∀𝑔 ∈ Word 𝑃(∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) → ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ 𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
1arithidomlem.3 (𝜑𝐻 ∈ Word 𝑃)
1arithidomlem.4 (𝜑 → ∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝐻)))
1arithidomlem.5 (𝜑𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)))
1arithidomlem.6 (𝜑𝑄(∥r𝑅)(𝐻𝐾))
1arithidomlem.7 (𝜑𝑇𝑈)
1arithidomlem.8 (𝜑 → (𝑇 · 𝑄) = (𝐻𝐾))
1arithidomlem.9 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)))
1arithidomlem.10 (𝜑 → (𝐻𝑆) = (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ++ ⟨“(𝐻𝐾)”⟩))
1arithidomlem.11 (𝜑𝑁𝑈)
1arithidomlem.12 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)))
Assertion
Ref Expression
1arithidomlem1 (𝜑 → ∃𝑐𝑑 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐))))
Distinct variable groups:   · ,𝑐,𝑑,𝑔,𝑘,𝑢,𝑤   𝑆,𝑐,𝑑,𝑔,𝑘,𝑢,𝑤   𝑢,𝑁,𝑤   𝑢,𝑇,𝑤   𝑘,𝐾,𝑢,𝑤   𝐻,𝑐,𝑑,𝑔,𝑘,𝑢,𝑤   𝐹,𝑐,𝑑,𝑔,𝑘,𝑢,𝑤   𝑃,𝑔,𝑘,𝑢   𝑔,𝑀,𝑘,𝑢   𝑅,𝑔,𝑘,𝑢   𝑄,𝑔,𝑘,𝑢,𝑤   𝑈,𝑐,𝑑,𝑔,𝑘,𝑢,𝑤
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑤,𝑢,𝑔,𝑘,𝑐,𝑑)   𝑃(𝑤,𝑐,𝑑)   𝑄(𝑐,𝑑)   𝑅(𝑤,𝑐,𝑑)   𝑇(𝑔,𝑘,𝑐,𝑑)   𝐺(𝑤,𝑢,𝑔,𝑘,𝑐,𝑑)   𝐽(𝑤,𝑢,𝑔,𝑘,𝑐,𝑑)   𝐾(𝑔,𝑐,𝑑)   𝑀(𝑤,𝑐,𝑑)   𝑁(𝑔,𝑘,𝑐,𝑑)

Proof of Theorem 1arithidomlem1
Dummy variables 𝑙 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq1 7412 . . . . . 6 (𝑙 = (𝑁 · 𝑇) → (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
21eqeq2d 2746 . . . . 5 (𝑙 = (𝑁 · 𝑇) → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
3 1arithidom.r . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ IDomn)
43idomringd 20688 . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
5 1arithidomlem.11 . . . . . 6 (𝜑𝑁𝑈)
6 1arithidomlem.7 . . . . . 6 (𝜑𝑇𝑈)
7 1arithidom.u . . . . . . 7 𝑈 = (Unit‘𝑅)
8 1arithidom.t . . . . . . 7 · = (.r𝑅)
97, 8unitmulcl 20340 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑁𝑈𝑇𝑈) → (𝑁 · 𝑇) ∈ 𝑈)
104, 5, 6, 9syl3anc 1373 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 · 𝑇) ∈ 𝑈)
11 eqid 2735 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
12 eqid 2735 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
13 1arithidom.m . . . . . . . 8 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
1413, 11mgpbas 20105 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
15 eqid 2735 . . . . . . . 8 (1r𝑅) = (1r𝑅)
1613, 15ringidval 20143 . . . . . . 7 (1r𝑅) = (0g𝑀)
17 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ IDomn)
1817idomcringd 20687 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ CRing)
1913crngmgp 20201 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd)
2018, 19syl 17 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑀 ∈ CMnd)
213, 20syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ CMnd)
22 ovexd 7440 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^(♯‘𝐹)) ∈ V)
23 eqidd 2736 . . . . . . . 8 (𝜑 → (♯‘𝐹) = (♯‘𝐹))
24 1arithidom.i . . . . . . . . . . . . 13 𝑃 = (RPrime‘𝑅)
25 simpl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑅 ∈ IDomn)
26 simpr 484 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑞𝑃)
2711, 24, 25, 26rprmcl 33533 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑞 ∈ (Base‘𝑅))
2827ex 412 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ IDomn → (𝑞𝑃𝑞 ∈ (Base‘𝑅)))
2928ssrdv 3964 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑃 ⊆ (Base‘𝑅))
30 sswrd 14540 . . . . . . . . . 10 (𝑃 ⊆ (Base‘𝑅) → Word 𝑃 ⊆ Word (Base‘𝑅))
313, 29, 303syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Word 𝑃 ⊆ Word (Base‘𝑅))
32 1arithidom.f . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 ∈ Word 𝑃)
3331, 32sseldd 3959 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹 ∈ Word (Base‘𝑅))
3423, 33wrdfd 14537 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:(0..^(♯‘𝐹))⟶(Base‘𝑅))
35 fvexd 6891 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ V)
3635, 32wrdfsupp 32912 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 finSupp (1r𝑅))
3714, 16, 21, 22, 34, 36gsumcl 19896 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ (Base‘𝑅))
3811, 7unitcl 20335 . . . . . . . . 9 (𝑁𝑈𝑁 ∈ (Base‘𝑅))
395, 38syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ (Base‘𝑅))
4011, 7unitcl 20335 . . . . . . . . 9 (𝑇𝑈𝑇 ∈ (Base‘𝑅))
416, 40syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇 ∈ (Base‘𝑅))
4211, 8, 4, 39, 41ringcld 20220 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · 𝑇) ∈ (Base‘𝑅))
43 ovexd 7440 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0..^((♯‘𝐻) − 1)) ∈ V)
44 1arithidomlem.9 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)))
45 f1of 6818 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)))
46 iswrdi 14535 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)))
4744, 45, 463syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)))
48 eqidd 2736 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝐻) = (♯‘𝐻))
49 1arithidomlem.3 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐻 ∈ Word 𝑃)
5048, 49wrdfd 14537 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃)
51 wrdco 14850 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) ∧ 𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃) → (𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃)
5247, 50, 51syl2anc 584 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃)
53 1arithidomlem.5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)))
54 elfzo0 13717 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)) ↔ (𝐾 ∈ ℕ0 ∧ (♯‘𝐻) ∈ ℕ ∧ 𝐾 < (♯‘𝐻)))
5554simp2bi 1146 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝐻) ∈ ℕ)
56 nnm1nn0 12542 . . . . . . . . . . . . 13 ((♯‘𝐻) ∈ ℕ → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0)
5753, 55, 563syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0)
58 lenco 14851 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) ∧ 𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃) → (♯‘(𝐻𝑆)) = (♯‘𝑆))
5947, 50, 58syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘(𝐻𝑆)) = (♯‘𝑆))
60 lencl 14551 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝑆) ∈ ℕ0)
6147, 60syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝑆) ∈ ℕ0)
6259, 61eqeltrd 2834 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (♯‘(𝐻𝑆)) ∈ ℕ0)
63 lencl 14551 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐻 ∈ Word 𝑃 → (♯‘𝐻) ∈ ℕ0)
6449, 63syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (♯‘𝐻) ∈ ℕ0)
6564nn0red 12563 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝐻) ∈ ℝ)
6665lem1d 12175 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘𝐻))
6744, 45syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)))
68 ffn 6706 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆 Fn (0..^(♯‘𝐻)))
69 hashfn 14393 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑆 Fn (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝑆) = (♯‘(0..^(♯‘𝐻))))
7067, 68, 693syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝑆) = (♯‘(0..^(♯‘𝐻))))
71 hashfzo0 14448 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝐻) ∈ ℕ0 → (♯‘(0..^(♯‘𝐻))) = (♯‘𝐻))
7249, 63, 713syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘(0..^(♯‘𝐻))) = (♯‘𝐻))
7359, 70, 723eqtrrd 2775 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝐻) = (♯‘(𝐻𝑆)))
7466, 73breqtrd 5145 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘(𝐻𝑆)))
75 elfz2nn0 13635 . . . . . . . . . . . 12 (((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆))) ↔ (((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0 ∧ (♯‘(𝐻𝑆)) ∈ ℕ0 ∧ ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘(𝐻𝑆))))
7657, 62, 74, 75syl3anbrc 1344 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆))))
77 pfxlen 14701 . . . . . . . . . . 11 (((𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃 ∧ ((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆)))) → (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) = ((♯‘𝐻) − 1))
7852, 76, 77syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) = ((♯‘𝐻) − 1))
7978eqcomd 2741 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) = (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))
80 pfxcl 14695 . . . . . . . . . . 11 ((𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word 𝑃)
8152, 80syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word 𝑃)
8231, 81sseldd 3959 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word (Base‘𝑅))
8379, 82wrdfd 14537 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)):(0..^((♯‘𝐻) − 1))⟶(Base‘𝑅))
8417idomringd 20688 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ Ring)
857, 151unit 20334 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → (1r𝑅) ∈ 𝑈)
863, 84, 853syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ 𝑈)
8786, 81wrdfsupp 32912 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) finSupp (1r𝑅))
8814, 16, 21, 43, 83, 87gsumcl 19896 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) ∈ (Base‘𝑅))
8911, 8, 4, 42, 88ringcld 20220 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ∈ (Base‘𝑅))
90 1arithidomlem.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝑄𝑃)
9111, 24, 3, 90rprmcl 33533 . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ∈ (Base‘𝑅))
9224, 12, 3, 90rprmnz 33535 . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ≠ (0g𝑅))
9391, 92eldifsnd 4763 . . . . . 6 (𝜑𝑄 ∈ ((Base‘𝑅) ∖ {(0g𝑅)}))
94 1arithidomlem.12 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)))
9513ringmgp 20199 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ Ring → 𝑀 ∈ Mnd)
9684, 95syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑀 ∈ Mnd)
973, 96syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ Mnd)
9813, 8mgpplusg 20104 . . . . . . . . . 10 · = (+g𝑀)
9914, 98gsumccatsn 18821 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝐹 ∈ Word (Base‘𝑅) ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄))
10097, 33, 91, 99syl3anc 1373 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄))
101 ovexd 7440 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0..^(♯‘𝐻)) ∈ V)
10231, 49sseldd 3959 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐻 ∈ Word (Base‘𝑅))
10348, 102wrdfd 14537 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶(Base‘𝑅))
10435, 49wrdfsupp 32912 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻 finSupp (1r𝑅))
10514, 16, 21, 101, 103, 104, 44gsumf1o 19897 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐻) = (𝑀 Σg (𝐻𝑆)))
106105oveq2d 7421 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)) = (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))))
10794, 100, 1063eqtr3d 2778 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄) = (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))))
10814, 98cmn12 19783 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ CMnd ∧ (𝑇 ∈ (Base‘𝑅) ∧ (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) ∈ (Base‘𝑅) ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝑅))) → (𝑇 · ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · 𝑄)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)))
10921, 41, 88, 91, 108syl13anc 1374 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇 · ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · 𝑄)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)))
11011, 8, 4, 41, 88, 91ringassd 20217 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄) = (𝑇 · ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · 𝑄)))
111103, 53ffvelcdmd 7075 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐻𝐾) ∈ (Base‘𝑅))
11214, 98gsumccatsn 18821 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word (Base‘𝑅) ∧ (𝐻𝐾) ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑀 Σg (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ++ ⟨“(𝐻𝐾)”⟩)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝐻𝐾)))
11397, 82, 111, 112syl3anc 1373 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀 Σg (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ++ ⟨“(𝐻𝐾)”⟩)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝐻𝐾)))
114 1arithidomlem.10 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐻𝑆) = (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ++ ⟨“(𝐻𝐾)”⟩))
115114oveq2d 7421 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = (𝑀 Σg (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ++ ⟨“(𝐻𝐾)”⟩)))
116 1arithidomlem.8 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑇 · 𝑄) = (𝐻𝐾))
117116oveq2d 7421 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝐻𝐾)))
118113, 115, 1173eqtr4d 2780 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)))
119109, 110, 1183eqtr4rd 2781 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
120119oveq2d 7421 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))) = (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)))
12111, 8, 4, 39, 41, 88ringassd 20217 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = (𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
122121oveq1d 7420 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄) = ((𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))) · 𝑄))
12311, 8, 4, 41, 88ringcld 20220 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ∈ (Base‘𝑅))
12411, 8, 4, 39, 123, 91ringassd 20217 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))) · 𝑄) = (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)))
125122, 124eqtr2d 2771 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)) = (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
126107, 120, 1253eqtrd 2774 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄) = (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
12711, 12, 8, 37, 89, 93, 3, 126idomrcan 33273 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
1282, 10, 127rspcedvdw 3604 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑙𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
129 oveq1 7412 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑙 → (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
130129eqeq2d 2746 . . . . 5 (𝑘 = 𝑙 → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
131130cbvrexvw 3221 . . . 4 (∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ↔ ∃𝑙𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
132128, 131sylibr 234 . . 3 (𝜑 → ∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
133 oveq2 7413 . . . . . . . 8 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑀 Σg 𝑔) = (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))
134133oveq2d 7421 . . . . . . 7 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
135134eqeq2d 2746 . . . . . 6 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
136135rexbidv 3164 . . . . 5 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) ↔ ∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
137 eqeq1 2739 . . . . . . . 8 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
138137anbi2d 630 . . . . . . 7 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → ((𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ 𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤))) ↔ (𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
139138rexbidv 3164 . . . . . 6 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (∃𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ 𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤))) ↔ ∃𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
140139exbidv 1921 . . . . 5 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ 𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤))) ↔ ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
141136, 140imbi12d 344 . . . 4 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → ((∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) → ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ 𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤)))) ↔ (∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) → ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))))
142 1arithidomlem.2 . . . 4 (𝜑 → ∀𝑔 ∈ Word 𝑃(∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) → ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ 𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
143141, 142, 81rspcdva 3602 . . 3 (𝜑 → (∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) → ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
144132, 143mpd 15 . 2 (𝜑 → ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
145 oveq1 7412 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝑢 → (𝑑f · (𝐹𝑐)) = (𝑢f · (𝐹𝑐)))
146145eqeq2d 2746 . . . . . 6 (𝑑 = 𝑢 → (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐))))
147146anbi2d 630 . . . . 5 (𝑑 = 𝑢 → ((𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐))) ↔ (𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐)))))
148147cbvrexvw 3221 . . . 4 (∃𝑑 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐))) ↔ ∃𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐))))
149 f1oeq1 6806 . . . . . 6 (𝑐 = 𝑤 → (𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ↔ 𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹))))
150 coeq2 5838 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝑤 → (𝐹𝑐) = (𝐹𝑤))
151150oveq2d 7421 . . . . . . 7 (𝑐 = 𝑤 → (𝑢f · (𝐹𝑐)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))
152151eqeq2d 2746 . . . . . 6 (𝑐 = 𝑤 → (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
153149, 152anbi12d 632 . . . . 5 (𝑐 = 𝑤 → ((𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐))) ↔ (𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
154153rexbidv 3164 . . . 4 (𝑐 = 𝑤 → (∃𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐))) ↔ ∃𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
155148, 154bitrid 283 . . 3 (𝑐 = 𝑤 → (∃𝑑 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐))) ↔ ∃𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))))
156155cbvexvw 2036 . 2 (∃𝑐𝑑 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐))) ↔ ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
157144, 156sylibr 234 1 (𝜑 → ∃𝑐𝑑 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1540  wex 1779  wcel 2108  wral 3051  wrex 3060  Vcvv 3459  wss 3926   class class class wbr 5119  ccom 5658   Fn wfn 6526  wf 6527  1-1-ontowf1o 6530  cfv 6531  (class class class)co 7405  f cof 7669  m cmap 8840  0cc0 11129  1c1 11130   < clt 11269  cle 11270  cmin 11466  cn 12240  0cn0 12501  ...cfz 13524  ..^cfzo 13671  chash 14348  Word cword 14531   ++ cconcat 14588  ⟨“cs1 14613   prefix cpfx 14688  Basecbs 17228  .rcmulr 17272  0gc0g 17453   Σg cgsu 17454  Mndcmnd 18712  CMndccmn 19761  mulGrpcmgp 20100  1rcur 20141  Ringcrg 20193  CRingccrg 20194  rcdsr 20314  Unitcui 20315  RPrimecrpm 20392  IDomncidom 20653
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-op 4608  df-uni 4884  df-int 4923  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-se 5607  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8160  df-tpos 8225  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8719  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-fsupp 9374  df-oi 9524  df-card 9953  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-n0 12502  df-z 12589  df-uz 12853  df-fz 13525  df-fzo 13672  df-seq 14020  df-hash 14349  df-word 14532  df-concat 14589  df-s1 14614  df-substr 14659  df-pfx 14689  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17252  df-plusg 17284  df-mulr 17285  df-0g 17455  df-gsum 17456  df-mgm 18618  df-sgrp 18697  df-mnd 18713  df-submnd 18762  df-grp 18919  df-minusg 18920  df-sbg 18921  df-cntz 19300  df-cmn 19763  df-abl 19764  df-mgp 20101  df-rng 20113  df-ur 20142  df-ring 20195  df-cring 20196  df-oppr 20297  df-dvdsr 20317  df-unit 20318  df-rprm 20393  df-nzr 20473  df-domn 20655  df-idom 20656
This theorem is referenced by:  1arithidom  33552
  Copyright terms: Public domain W3C validator