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 33692
Description: Lemma for 1arithidom 33694. (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 7399 . . . . . 6 (𝑙 = (𝑁 · 𝑇) → (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
21eqeq2d 2772 . . . . 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 20757 . . . . . 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 20408 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑁𝑈𝑇𝑈) → (𝑁 · 𝑇) ∈ 𝑈)
104, 5, 6, 9syl3anc 1389 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 · 𝑇) ∈ 𝑈)
11 eqid 2761 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
12 eqid 2761 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
13 1arithidom.m . . . . . . . 8 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
1413, 11mgpbas 20174 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
15 eqid 2761 . . . . . . . 8 (1r𝑅) = (1r𝑅)
1613, 15ringidval 20212 . . . . . . 7 (1r𝑅) = (0g𝑀)
17 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ IDomn)
1817idomcringd 20756 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ CRing)
1913crngmgp 20270 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd)
2018, 19syl 17 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑀 ∈ CMnd)
213, 20syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ CMnd)
22 ovexd 7427 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^(♯‘𝐹)) ∈ V)
23 eqidd 2762 . . . . . . . 8 (𝜑 → (♯‘𝐹) = (♯‘𝐹))
24 1arithidom.i . . . . . . . . . . . . 13 𝑃 = (RPrime‘𝑅)
25 simpl 486 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑅 ∈ IDomn)
26 simpr 488 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑞𝑃)
2711, 24, 25, 26rprmcl 33675 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑞 ∈ (Base‘𝑅))
2827ex 416 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ IDomn → (𝑞𝑃𝑞 ∈ (Base‘𝑅)))
2928ssrdv 3942 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑃 ⊆ (Base‘𝑅))
30 sswrd 14532 . . . . . . . . . 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 3937 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹 ∈ Word (Base‘𝑅))
3423, 33wrdfd 14529 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:(0..^(♯‘𝐹))⟶(Base‘𝑅))
35 fvexd 6878 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ V)
3635, 32wrdfsupp 33076 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 finSupp (1r𝑅))
3714, 16, 21, 22, 34, 36gsumcl 19938 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ (Base‘𝑅))
3811, 7unitcl 20403 . . . . . . . . 9 (𝑁𝑈𝑁 ∈ (Base‘𝑅))
395, 38syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ (Base‘𝑅))
4011, 7unitcl 20403 . . . . . . . . 9 (𝑇𝑈𝑇 ∈ (Base‘𝑅))
416, 40syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇 ∈ (Base‘𝑅))
4211, 8, 4, 39, 41ringcld 20289 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · 𝑇) ∈ (Base‘𝑅))
43 ovexd 7427 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0..^((♯‘𝐻) − 1)) ∈ V)
44 1arithidomlem.9 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)))
45 f1of 6802 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)))
46 iswrdi 14527 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)))
4744, 45, 463syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)))
48 eqidd 2762 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝐻) = (♯‘𝐻))
49 1arithidomlem.3 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐻 ∈ Word 𝑃)
5048, 49wrdfd 14529 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃)
51 wrdco 14841 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) ∧ 𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃) → (𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃)
5247, 50, 51syl2anc 593 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃)
53 1arithidomlem.5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)))
54 elfzo0 13703 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)) ↔ (𝐾 ∈ ℕ0 ∧ (♯‘𝐻) ∈ ℕ ∧ 𝐾 < (♯‘𝐻)))
5554simp2bi 1158 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝐻) ∈ ℕ)
56 nnm1nn0 12519 . . . . . . . . . . . . 13 ((♯‘𝐻) ∈ ℕ → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0)
5753, 55, 563syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0)
58 lenco 14842 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) ∧ 𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃) → (♯‘(𝐻𝑆)) = (♯‘𝑆))
5947, 50, 58syl2anc 593 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘(𝐻𝑆)) = (♯‘𝑆))
60 lencl 14543 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝑆) ∈ ℕ0)
6147, 60syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝑆) ∈ ℕ0)
6259, 61eqeltrd 2861 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (♯‘(𝐻𝑆)) ∈ ℕ0)
63 lencl 14543 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐻 ∈ Word 𝑃 → (♯‘𝐻) ∈ ℕ0)
6449, 63syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (♯‘𝐻) ∈ ℕ0)
6564nn0red 12540 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝐻) ∈ ℝ)
6665lem1d 12122 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘𝐻))
6744, 45syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)))
68 ffn 6687 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆 Fn (0..^(♯‘𝐻)))
69 hashfn 14385 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑆 Fn (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝑆) = (♯‘(0..^(♯‘𝐻))))
7067, 68, 693syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝑆) = (♯‘(0..^(♯‘𝐻))))
71 hashfzo0 14440 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝐻) ∈ ℕ0 → (♯‘(0..^(♯‘𝐻))) = (♯‘𝐻))
7249, 63, 713syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘(0..^(♯‘𝐻))) = (♯‘𝐻))
7359, 70, 723eqtrrd 2801 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝐻) = (♯‘(𝐻𝑆)))
7466, 73breqtrd 5125 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘(𝐻𝑆)))
75 elfz2nn0 13620 . . . . . . . . . . . 12 (((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆))) ↔ (((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0 ∧ (♯‘(𝐻𝑆)) ∈ ℕ0 ∧ ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘(𝐻𝑆))))
7657, 62, 74, 75syl3anbrc 1356 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆))))
77 pfxlen 14694 . . . . . . . . . . 11 (((𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃 ∧ ((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆)))) → (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) = ((♯‘𝐻) − 1))
7852, 76, 77syl2anc 593 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) = ((♯‘𝐻) − 1))
7978eqcomd 2767 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) = (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))
80 pfxcl 14688 . . . . . . . . . . 11 ((𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word 𝑃)
8152, 80syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word 𝑃)
8231, 81sseldd 3937 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word (Base‘𝑅))
8379, 82wrdfd 14529 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)):(0..^((♯‘𝐻) − 1))⟶(Base‘𝑅))
8417idomringd 20757 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ Ring)
857, 151unit 20402 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → (1r𝑅) ∈ 𝑈)
863, 84, 853syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ 𝑈)
8786, 81wrdfsupp 33076 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) finSupp (1r𝑅))
8814, 16, 21, 43, 83, 87gsumcl 19938 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) ∈ (Base‘𝑅))
8911, 8, 4, 42, 88ringcld 20289 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ∈ (Base‘𝑅))
90 1arithidomlem.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝑄𝑃)
9111, 24, 3, 90rprmcl 33675 . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ∈ (Base‘𝑅))
9224, 12, 3, 90rprmnz 33677 . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ≠ (0g𝑅))
9391, 92eldifsnd 4746 . . . . . 6 (𝜑𝑄 ∈ ((Base‘𝑅) ∖ {(0g𝑅)}))
94 1arithidomlem.12 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)))
9513ringmgp 20268 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ Ring → 𝑀 ∈ Mnd)
9684, 95syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑀 ∈ Mnd)
973, 96syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ Mnd)
9813, 8mgpplusg 20173 . . . . . . . . . 10 · = (+g𝑀)
9914, 98gsumccatsn 18860 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝐹 ∈ Word (Base‘𝑅) ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄))
10097, 33, 91, 99syl3anc 1389 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄))
101 ovexd 7427 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0..^(♯‘𝐻)) ∈ V)
10231, 49sseldd 3937 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐻 ∈ Word (Base‘𝑅))
10348, 102wrdfd 14529 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶(Base‘𝑅))
10435, 49wrdfsupp 33076 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻 finSupp (1r𝑅))
10514, 16, 21, 101, 103, 104, 44gsumf1o 19939 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐻) = (𝑀 Σg (𝐻𝑆)))
106105oveq2d 7408 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)) = (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))))
10794, 100, 1063eqtr3d 2804 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄) = (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))))
10814, 98cmn12 19825 . . . . . . . . . 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 1390 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇 · ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · 𝑄)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)))
11011, 8, 4, 41, 88, 91ringassd 20286 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄) = (𝑇 · ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · 𝑄)))
111103, 53ffvelcdmd 7062 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐻𝐾) ∈ (Base‘𝑅))
11214, 98gsumccatsn 18860 . . . . . . . . . . 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 1389 . . . . . . . . . 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 7408 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = (𝑀 Σg (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ++ ⟨“(𝐻𝐾)”⟩)))
116 1arithidomlem.8 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑇 · 𝑄) = (𝐻𝐾))
117116oveq2d 7408 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝐻𝐾)))
118113, 115, 1173eqtr4d 2806 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)))
119109, 110, 1183eqtr4rd 2807 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
120119oveq2d 7408 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))) = (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)))
12111, 8, 4, 39, 41, 88ringassd 20286 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = (𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
122121oveq1d 7407 . . . . . . . 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 20289 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ∈ (Base‘𝑅))
12411, 8, 4, 39, 123, 91ringassd 20286 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))) · 𝑄) = (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)))
125122, 124eqtr2d 2797 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)) = (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
126107, 120, 1253eqtrd 2800 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄) = (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
12711, 12, 8, 37, 89, 93, 3, 126idomrcan 33424 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
1282, 10, 127rspcedvdw 3584 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑙𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
129 oveq1 7399 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑙 → (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
130129eqeq2d 2772 . . . . 5 (𝑘 = 𝑙 → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
131130cbvrexvw 3240 . . . 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 236 . . 3 (𝜑 → ∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
133 oveq2 7400 . . . . . . . 8 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑀 Σg 𝑔) = (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))
134133oveq2d 7408 . . . . . . 7 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
135134eqeq2d 2772 . . . . . 6 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
136135rexbidv 3185 . . . . 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 2765 . . . . . . . 8 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
138137anbi2d 639 . . . . . . 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 3185 . . . . . 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 1940 . . . . 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 346 . . . 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 3582 . . 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 7399 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝑢 → (𝑑f · (𝐹𝑐)) = (𝑢f · (𝐹𝑐)))
146145eqeq2d 2772 . . . . . 6 (𝑑 = 𝑢 → (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐))))
147146anbi2d 639 . . . . 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 3240 . . . 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 6790 . . . . . 6 (𝑐 = 𝑤 → (𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ↔ 𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹))))
150 coeq2 5828 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝑤 → (𝐹𝑐) = (𝐹𝑤))
151150oveq2d 7408 . . . . . . 7 (𝑐 = 𝑤 → (𝑢f · (𝐹𝑐)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))
152151eqeq2d 2772 . . . . . 6 (𝑐 = 𝑤 → (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
153149, 152anbi12d 641 . . . . 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 3185 . . . 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 285 . . 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 2056 . 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 236 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 399   = wceq 1559  wex 1798  wcel 2141  wral 3075  wrex 3085  Vcvv 3453  wss 3904   class class class wbr 5099  ccom 5649   Fn wfn 6512  wf 6513  1-1-ontowf1o 6516  cfv 6517  (class class class)co 7392  f cof 7654  m cmap 8803  0cc0 11070  1c1 11071   < clt 11213  cle 11214  cmin 11411  cn 12207  0cn0 12478  ...cfz 13509  ..^cfzo 13656  chash 14340  Word cword 14523   ++ cconcat 14580  ⟨“cs1 14606   prefix cpfx 14681  Basecbs 17228  .rcmulr 17270  0gc0g 17451   Σg cgsu 17452  Mndcmnd 18751  CMndccmn 19803  mulGrpcmgp 20169  1rcur 20210  Ringcrg 20262  CRingccrg 20263  rcdsr 20382  Unitcui 20383  RPrimecrpm 20460  IDomncidom 20722
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4905  df-iun 4950  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-se 5599  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-isom 6526  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-supp 8136  df-tpos 8201  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-er 8673  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-fin 8927  df-fsupp 9305  df-oi 9455  df-card 9894  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-nn 12208  df-2 12277  df-3 12278  df-n0 12479  df-z 12566  df-uz 12837  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-seq 14012  df-hash 14341  df-word 14524  df-concat 14581  df-s1 14607  df-substr 14652  df-pfx 14682  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17250  df-plusg 17282  df-mulr 17283  df-0g 17453  df-gsum 17454  df-mgm 18657  df-sgrp 18736  df-mnd 18752  df-submnd 18801  df-grp 18961  df-minusg 18962  df-sbg 18963  df-cntz 19340  df-cmn 19805  df-abl 19806  df-mgp 20170  df-rng 20182  df-ur 20211  df-ring 20264  df-cring 20265  df-oppr 20365  df-dvdsr 20385  df-unit 20386  df-rprm 20461  df-nzr 20542  df-domn 20724  df-idom 20725
This theorem is referenced by:  1arithidom  33694
  Copyright terms: Public domain W3C validator