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 33563
Description: Lemma for 1arithidom 33565. (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 7438 . . . . . 6 (𝑙 = (𝑁 · 𝑇) → (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
21eqeq2d 2748 . . . . 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 20728 . . . . . 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 20380 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑁𝑈𝑇𝑈) → (𝑁 · 𝑇) ∈ 𝑈)
104, 5, 6, 9syl3anc 1373 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 · 𝑇) ∈ 𝑈)
11 eqid 2737 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
12 eqid 2737 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
13 1arithidom.m . . . . . . . 8 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
1413, 11mgpbas 20142 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
15 eqid 2737 . . . . . . . 8 (1r𝑅) = (1r𝑅)
1613, 15ringidval 20180 . . . . . . 7 (1r𝑅) = (0g𝑀)
17 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ IDomn)
1817idomcringd 20727 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ CRing)
1913crngmgp 20238 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd)
2018, 19syl 17 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑀 ∈ CMnd)
213, 20syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ CMnd)
22 ovexd 7466 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^(♯‘𝐹)) ∈ V)
23 eqidd 2738 . . . . . . . 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 33546 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑞 ∈ (Base‘𝑅))
2827ex 412 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ IDomn → (𝑞𝑃𝑞 ∈ (Base‘𝑅)))
2928ssrdv 3989 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑃 ⊆ (Base‘𝑅))
30 sswrd 14560 . . . . . . . . . 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 3984 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹 ∈ Word (Base‘𝑅))
3423, 33wrdfd 32918 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:(0..^(♯‘𝐹))⟶(Base‘𝑅))
35 fvexd 6921 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ V)
3635, 32wrdfsupp 32921 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 finSupp (1r𝑅))
3714, 16, 21, 22, 34, 36gsumcl 19933 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ (Base‘𝑅))
3811, 7unitcl 20375 . . . . . . . . 9 (𝑁𝑈𝑁 ∈ (Base‘𝑅))
395, 38syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ (Base‘𝑅))
4011, 7unitcl 20375 . . . . . . . . 9 (𝑇𝑈𝑇 ∈ (Base‘𝑅))
416, 40syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇 ∈ (Base‘𝑅))
4211, 8, 4, 39, 41ringcld 20257 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · 𝑇) ∈ (Base‘𝑅))
43 ovexd 7466 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0..^((♯‘𝐻) − 1)) ∈ V)
44 1arithidomlem.9 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)))
45 f1of 6848 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)))
46 iswrdi 14556 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)))
4744, 45, 463syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)))
48 eqidd 2738 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝐻) = (♯‘𝐻))
49 1arithidomlem.3 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐻 ∈ Word 𝑃)
5048, 49wrdfd 32918 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃)
51 wrdco 14870 . . . . . . . . . . . 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 13740 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)) ↔ (𝐾 ∈ ℕ0 ∧ (♯‘𝐻) ∈ ℕ ∧ 𝐾 < (♯‘𝐻)))
5554simp2bi 1147 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝐻) ∈ ℕ)
56 nnm1nn0 12567 . . . . . . . . . . . . 13 ((♯‘𝐻) ∈ ℕ → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0)
5753, 55, 563syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0)
58 lenco 14871 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) ∧ 𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃) → (♯‘(𝐻𝑆)) = (♯‘𝑆))
5947, 50, 58syl2anc 584 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘(𝐻𝑆)) = (♯‘𝑆))
60 lencl 14571 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝑆) ∈ ℕ0)
6147, 60syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝑆) ∈ ℕ0)
6259, 61eqeltrd 2841 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (♯‘(𝐻𝑆)) ∈ ℕ0)
63 lencl 14571 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐻 ∈ Word 𝑃 → (♯‘𝐻) ∈ ℕ0)
6449, 63syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (♯‘𝐻) ∈ ℕ0)
6564nn0red 12588 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝐻) ∈ ℝ)
6665lem1d 12201 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘𝐻))
6744, 45syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)))
68 ffn 6736 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆 Fn (0..^(♯‘𝐻)))
69 hashfn 14414 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑆 Fn (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝑆) = (♯‘(0..^(♯‘𝐻))))
7067, 68, 693syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝑆) = (♯‘(0..^(♯‘𝐻))))
71 hashfzo0 14469 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝐻) ∈ ℕ0 → (♯‘(0..^(♯‘𝐻))) = (♯‘𝐻))
7249, 63, 713syl 18 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘(0..^(♯‘𝐻))) = (♯‘𝐻))
7359, 70, 723eqtrrd 2782 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝐻) = (♯‘(𝐻𝑆)))
7466, 73breqtrd 5169 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘(𝐻𝑆)))
75 elfz2nn0 13658 . . . . . . . . . . . 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 14721 . . . . . . . . . . 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 2743 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) = (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))
80 pfxcl 14715 . . . . . . . . . . 11 ((𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word 𝑃)
8152, 80syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word 𝑃)
8231, 81sseldd 3984 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word (Base‘𝑅))
8379, 82wrdfd 32918 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)):(0..^((♯‘𝐻) − 1))⟶(Base‘𝑅))
8417idomringd 20728 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ Ring)
857, 151unit 20374 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → (1r𝑅) ∈ 𝑈)
863, 84, 853syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ 𝑈)
8786, 81wrdfsupp 32921 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) finSupp (1r𝑅))
8814, 16, 21, 43, 83, 87gsumcl 19933 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) ∈ (Base‘𝑅))
8911, 8, 4, 42, 88ringcld 20257 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ∈ (Base‘𝑅))
90 1arithidomlem.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝑄𝑃)
9111, 24, 3, 90rprmcl 33546 . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ∈ (Base‘𝑅))
9224, 12, 3, 90rprmnz 33548 . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ≠ (0g𝑅))
9391, 92eldifsnd 4787 . . . . . 6 (𝜑𝑄 ∈ ((Base‘𝑅) ∖ {(0g𝑅)}))
94 1arithidomlem.12 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)))
9513ringmgp 20236 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ Ring → 𝑀 ∈ Mnd)
9684, 95syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑀 ∈ Mnd)
973, 96syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ Mnd)
9813, 8mgpplusg 20141 . . . . . . . . . 10 · = (+g𝑀)
9914, 98gsumccatsn 18856 . . . . . . . . 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 7466 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0..^(♯‘𝐻)) ∈ V)
10231, 49sseldd 3984 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐻 ∈ Word (Base‘𝑅))
10348, 102wrdfd 32918 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶(Base‘𝑅))
10435, 49wrdfsupp 32921 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻 finSupp (1r𝑅))
10514, 16, 21, 101, 103, 104, 44gsumf1o 19934 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐻) = (𝑀 Σg (𝐻𝑆)))
106105oveq2d 7447 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)) = (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))))
10794, 100, 1063eqtr3d 2785 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄) = (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))))
10814, 98cmn12 19820 . . . . . . . . . 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 20254 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄) = (𝑇 · ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · 𝑄)))
111103, 53ffvelcdmd 7105 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐻𝐾) ∈ (Base‘𝑅))
11214, 98gsumccatsn 18856 . . . . . . . . . . 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 7447 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = (𝑀 Σg (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ++ ⟨“(𝐻𝐾)”⟩)))
116 1arithidomlem.8 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑇 · 𝑄) = (𝐻𝐾))
117116oveq2d 7447 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝐻𝐾)))
118113, 115, 1173eqtr4d 2787 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)))
119109, 110, 1183eqtr4rd 2788 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
120119oveq2d 7447 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))) = (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)))
12111, 8, 4, 39, 41, 88ringassd 20254 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = (𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
122121oveq1d 7446 . . . . . . . 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 20257 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ∈ (Base‘𝑅))
12411, 8, 4, 39, 123, 91ringassd 20254 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))) · 𝑄) = (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)))
125122, 124eqtr2d 2778 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)) = (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
126107, 120, 1253eqtrd 2781 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄) = (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
12711, 12, 8, 37, 89, 93, 3, 126idomrcan 33282 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
1282, 10, 127rspcedvdw 3625 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑙𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
129 oveq1 7438 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑙 → (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
130129eqeq2d 2748 . . . . 5 (𝑘 = 𝑙 → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
131130cbvrexvw 3238 . . . 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 7439 . . . . . . . 8 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑀 Σg 𝑔) = (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))
134133oveq2d 7447 . . . . . . 7 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
135134eqeq2d 2748 . . . . . 6 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
136135rexbidv 3179 . . . . 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 2741 . . . . . . . 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 3179 . . . . . 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 3623 . . 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 7438 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝑢 → (𝑑f · (𝐹𝑐)) = (𝑢f · (𝐹𝑐)))
146145eqeq2d 2748 . . . . . 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 3238 . . . 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 6836 . . . . . 6 (𝑐 = 𝑤 → (𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ↔ 𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹))))
150 coeq2 5869 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝑤 → (𝐹𝑐) = (𝐹𝑤))
151150oveq2d 7447 . . . . . . 7 (𝑐 = 𝑤 → (𝑢f · (𝐹𝑐)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))
152151eqeq2d 2748 . . . . . 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 3179 . . . 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 3061  wrex 3070  Vcvv 3480  wss 3951   class class class wbr 5143  ccom 5689   Fn wfn 6556  wf 6557  1-1-ontowf1o 6560  cfv 6561  (class class class)co 7431  f cof 7695  m cmap 8866  0cc0 11155  1c1 11156   < clt 11295  cle 11296  cmin 11492  cn 12266  0cn0 12526  ...cfz 13547  ..^cfzo 13694  chash 14369  Word cword 14552   ++ cconcat 14608  ⟨“cs1 14633   prefix cpfx 14708  Basecbs 17247  .rcmulr 17298  0gc0g 17484   Σg cgsu 17485  Mndcmnd 18747  CMndccmn 19798  mulGrpcmgp 20137  1rcur 20178  Ringcrg 20230  CRingccrg 20231  rcdsr 20354  Unitcui 20355  RPrimecrpm 20432  IDomncidom 20693
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 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3380  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-op 4633  df-uni 4908  df-int 4947  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-se 5638  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-tpos 8251  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-er 8745  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fsupp 9402  df-oi 9550  df-card 9979  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-n0 12527  df-z 12614  df-uz 12879  df-fz 13548  df-fzo 13695  df-seq 14043  df-hash 14370  df-word 14553  df-concat 14609  df-s1 14634  df-substr 14679  df-pfx 14709  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-0g 17486  df-gsum 17487  df-mgm 18653  df-sgrp 18732  df-mnd 18748  df-submnd 18797  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-sbg 18956  df-cntz 19335  df-cmn 19800  df-abl 19801  df-mgp 20138  df-rng 20150  df-ur 20179  df-ring 20232  df-cring 20233  df-oppr 20334  df-dvdsr 20357  df-unit 20358  df-rprm 20433  df-nzr 20513  df-domn 20695  df-idom 20696
This theorem is referenced by:  1arithidom  33565
  Copyright terms: Public domain W3C validator