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 33834
Description: Lemma for 1arithidom 33836. (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 7419 . . . . . 6 (𝑙 = (𝑁 · 𝑇) → (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
21eqeq2d 2773 . . . . 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 20837 . . . . . 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 20469 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑁𝑈𝑇𝑈) → (𝑁 · 𝑇) ∈ 𝑈)
104, 5, 6, 9syl3anc 1397 . . . . 5 (𝜑 → (𝑁 · 𝑇) ∈ 𝑈)
11 eqid 2762 . . . . . 6 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
12 eqid 2762 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
13 1arithidom.m . . . . . . . 8 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
1413, 11mgpbas 20227 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
15 eqid 2762 . . . . . . . 8 (1r𝑅) = (1r𝑅)
1613, 15ringidval 20271 . . . . . . 7 (1r𝑅) = (0g𝑀)
17 id 23 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ IDomn)
1817idomcringd 20836 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ CRing)
1913crngmgp 20329 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd)
2018, 19syl 18 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑀 ∈ CMnd)
213, 20syl 18 . . . . . . 7 (𝜑𝑀 ∈ CMnd)
22 ovexd 7447 . . . . . . 7 (𝜑 → (0..^(♯‘𝐹)) ∈ V)
23 eqidd 2763 . . . . . . . 8 (𝜑 → (♯‘𝐹) = (♯‘𝐹))
24 1arithidom.i . . . . . . . . . . . . 13 𝑃 = (RPrime‘𝑅)
25 simpl 487 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑅 ∈ IDomn)
26 simpr 489 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑞𝑃)
2711, 24, 25, 26rprmcl 33817 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ IDomn ∧ 𝑞𝑃) → 𝑞 ∈ (Base‘𝑅))
2827ex 417 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ IDomn → (𝑞𝑃𝑞 ∈ (Base‘𝑅)))
2928ssrdv 3942 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑃 ⊆ (Base‘𝑅))
30 sswrd 14566 . . . . . . . . . 10 (𝑃 ⊆ (Base‘𝑅) → Word 𝑃 ⊆ Word (Base‘𝑅))
313, 29, 303syl 19 . . . . . . . . 9 (𝜑 → Word 𝑃 ⊆ Word (Base‘𝑅))
32 1arithidom.f . . . . . . . . 9 (𝜑𝐹 ∈ Word 𝑃)
3331, 32sseldd 3937 . . . . . . . 8 (𝜑𝐹 ∈ Word (Base‘𝑅))
3423, 33wrdfd 14563 . . . . . . 7 (𝜑𝐹:(0..^(♯‘𝐹))⟶(Base‘𝑅))
35 fvexd 6896 . . . . . . . 8 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ V)
3635, 32wrdfsupp 33268 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 finSupp (1r𝑅))
3714, 16, 21, 22, 34, 36gsumcl 19991 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) ∈ (Base‘𝑅))
3811, 7unitcl 20464 . . . . . . . . 9 (𝑁𝑈𝑁 ∈ (Base‘𝑅))
395, 38syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑𝑁 ∈ (Base‘𝑅))
4011, 7unitcl 20464 . . . . . . . . 9 (𝑇𝑈𝑇 ∈ (Base‘𝑅))
416, 40syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇 ∈ (Base‘𝑅))
4211, 8, 4, 39, 41ringcld 20345 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · 𝑇) ∈ (Base‘𝑅))
43 ovexd 7447 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0..^((♯‘𝐻) − 1)) ∈ V)
44 1arithidomlem.9 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)))
45 f1of 6820 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)))
46 iswrdi 14561 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)))
4744, 45, 463syl 19 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)))
48 eqidd 2763 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝐻) = (♯‘𝐻))
49 1arithidomlem.3 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐻 ∈ Word 𝑃)
5048, 49wrdfd 14563 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃)
51 wrdco 14875 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) ∧ 𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃) → (𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃)
5247, 50, 51syl2anc 595 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃)
53 1arithidomlem.5 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)))
54 elfzo0 13736 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)) ↔ (𝐾 ∈ ℕ0 ∧ (♯‘𝐻) ∈ ℕ ∧ 𝐾 < (♯‘𝐻)))
5554simp2bi 1163 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝐻) ∈ ℕ)
56 nnm1nn0 12551 . . . . . . . . . . . . 13 ((♯‘𝐻) ∈ ℕ → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0)
5753, 55, 563syl 19 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0)
58 lenco 14876 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) ∧ 𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶𝑃) → (♯‘(𝐻𝑆)) = (♯‘𝑆))
5947, 50, 58syl2anc 595 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘(𝐻𝑆)) = (♯‘𝑆))
60 lencl 14577 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑆 ∈ Word (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝑆) ∈ ℕ0)
6147, 60syl 18 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝑆) ∈ ℕ0)
6259, 61eqeltrd 2862 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (♯‘(𝐻𝑆)) ∈ ℕ0)
63 lencl 14577 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐻 ∈ Word 𝑃 → (♯‘𝐻) ∈ ℕ0)
6449, 63syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (♯‘𝐻) ∈ ℕ0)
6564nn0red 12572 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝐻) ∈ ℝ)
6665lem1d 12154 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘𝐻))
6744, 45syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)))
68 ffn 6705 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑆:(0..^(♯‘𝐻))⟶(0..^(♯‘𝐻)) → 𝑆 Fn (0..^(♯‘𝐻)))
69 hashfn 14418 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑆 Fn (0..^(♯‘𝐻)) → (♯‘𝑆) = (♯‘(0..^(♯‘𝐻))))
7067, 68, 693syl 19 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘𝑆) = (♯‘(0..^(♯‘𝐻))))
71 hashfzo0 14474 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((♯‘𝐻) ∈ ℕ0 → (♯‘(0..^(♯‘𝐻))) = (♯‘𝐻))
7249, 63, 713syl 19 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (♯‘(0..^(♯‘𝐻))) = (♯‘𝐻))
7359, 70, 723eqtrrd 2802 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (♯‘𝐻) = (♯‘(𝐻𝑆)))
7466, 73breqtrd 5136 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘(𝐻𝑆)))
75 elfz2nn0 13653 . . . . . . . . . . . 12 (((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆))) ↔ (((♯‘𝐻) − 1) ∈ ℕ0 ∧ (♯‘(𝐻𝑆)) ∈ ℕ0 ∧ ((♯‘𝐻) − 1) ≤ (♯‘(𝐻𝑆))))
7657, 62, 74, 75syl3anbrc 1361 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆))))
77 pfxlen 14728 . . . . . . . . . . 11 (((𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃 ∧ ((♯‘𝐻) − 1) ∈ (0...(♯‘(𝐻𝑆)))) → (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) = ((♯‘𝐻) − 1))
7852, 76, 77syl2anc 595 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) = ((♯‘𝐻) − 1))
7978eqcomd 2768 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((♯‘𝐻) − 1) = (♯‘((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))
80 pfxcl 14722 . . . . . . . . . . 11 ((𝐻𝑆) ∈ Word 𝑃 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word 𝑃)
8152, 80syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word 𝑃)
8231, 81sseldd 3937 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ∈ Word (Base‘𝑅))
8379, 82wrdfd 14563 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)):(0..^((♯‘𝐻) − 1))⟶(Base‘𝑅))
8417idomringd 20837 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ Ring)
857, 151unit 20463 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → (1r𝑅) ∈ 𝑈)
863, 84, 853syl 19 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ 𝑈)
8786, 81wrdfsupp 33268 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) finSupp (1r𝑅))
8814, 16, 21, 43, 83, 87gsumcl 19991 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) ∈ (Base‘𝑅))
8911, 8, 4, 42, 88ringcld 20345 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ∈ (Base‘𝑅))
90 1arithidomlem.1 . . . . . . . 8 (𝜑𝑄𝑃)
9111, 24, 3, 90rprmcl 33817 . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ∈ (Base‘𝑅))
9224, 12, 3, 90rprmnz 33819 . . . . . . 7 (𝜑𝑄 ≠ (0g𝑅))
9391, 92eldifsnd 4754 . . . . . 6 (𝜑𝑄 ∈ ((Base‘𝑅) ∖ {(0g𝑅)}))
94 1arithidomlem.12 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)))
9513ringmgp 20327 . . . . . . . . . . 11 (𝑅 ∈ Ring → 𝑀 ∈ Mnd)
9684, 95syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑀 ∈ Mnd)
973, 96syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑀 ∈ Mnd)
9813, 8mgpplusg 20226 . . . . . . . . . 10 · = (+g𝑀)
9914, 98gsumccatsn 18908 . . . . . . . . 9 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝐹 ∈ Word (Base‘𝑅) ∧ 𝑄 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄))
10097, 33, 91, 99syl3anc 1397 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐹 ++ ⟨“𝑄”⟩)) = ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄))
101 ovexd 7447 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (0..^(♯‘𝐻)) ∈ V)
10231, 49sseldd 3937 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝐻 ∈ Word (Base‘𝑅))
10348, 102wrdfd 14563 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻:(0..^(♯‘𝐻))⟶(Base‘𝑅))
10435, 49wrdfsupp 33268 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝐻 finSupp (1r𝑅))
10514, 16, 21, 101, 103, 104, 44gsumf1o 19992 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐻) = (𝑀 Σg (𝐻𝑆)))
106105oveq2d 7428 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 · (𝑀 Σg 𝐻)) = (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))))
10794, 100, 1063eqtr3d 2805 . . . . . . 7 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄) = (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))))
10814, 98cmn12 19878 . . . . . . . . . 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 1398 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇 · ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · 𝑄)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)))
11011, 8, 4, 41, 88, 91ringassd 20346 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄) = (𝑇 · ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · 𝑄)))
111103, 53ffvelcdmd 7080 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝐻𝐾) ∈ (Base‘𝑅))
11214, 98gsumccatsn 18908 . . . . . . . . . . 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 1397 . . . . . . . . . 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 7428 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = (𝑀 Σg (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) ++ ⟨“(𝐻𝐾)”⟩)))
116 1arithidomlem.8 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑇 · 𝑄) = (𝐻𝐾))
117116oveq2d 7428 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝐻𝐾)))
118113, 115, 1173eqtr4d 2807 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = ((𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))) · (𝑇 · 𝑄)))
119109, 110, 1183eqtr4rd 2808 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑀 Σg (𝐻𝑆)) = ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
120119oveq2d 7428 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · (𝑀 Σg (𝐻𝑆))) = (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)))
12111, 8, 4, 39, 41, 88ringassd 20346 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = (𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
122121oveq1d 7427 . . . . . . . 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 20345 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ∈ (Base‘𝑅))
12411, 8, 4, 39, 123, 91ringassd 20346 . . . . . . . 8 (𝜑 → ((𝑁 · (𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))) · 𝑄) = (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)))
125122, 124eqtr2d 2798 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑁 · ((𝑇 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄)) = (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
126107, 120, 1253eqtrd 2801 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑀 Σg 𝐹) · 𝑄) = (((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) · 𝑄))
12711, 12, 8, 37, 89, 93, 3, 126idomrcan 33611 . . . . 5 (𝜑 → (𝑀 Σg 𝐹) = ((𝑁 · 𝑇) · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
1282, 10, 127rspcedvdw 3583 . . . 4 (𝜑 → ∃𝑙𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
129 oveq1 7419 . . . . . 6 (𝑘 = 𝑙 → (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
130129eqeq2d 2773 . . . . 5 (𝑘 = 𝑙 → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑙 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
131130cbvrexvw 3243 . . . 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 237 . . 3 (𝜑 → ∃𝑘𝑈 (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
133 oveq2 7420 . . . . . . . 8 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑀 Σg 𝑔) = (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))
134133oveq2d 7428 . . . . . . 7 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)))))
135134eqeq2d 2773 . . . . . 6 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → ((𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg 𝑔)) ↔ (𝑀 Σg 𝐹) = (𝑘 · (𝑀 Σg ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1))))))
136135rexbidv 3188 . . . . 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 2766 . . . . . . . 8 (𝑔 = ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) → (𝑔 = (𝑢f · (𝐹𝑤)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
138137anbi2d 641 . . . . . . 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 3188 . . . . . 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 1950 . . . . 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 347 . . . 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 3581 . . 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 16 . 2 (𝜑 → ∃𝑤𝑢 ∈ (𝑈m (0..^(♯‘𝐹)))(𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ∧ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
145 oveq1 7419 . . . . . . 7 (𝑑 = 𝑢 → (𝑑f · (𝐹𝑐)) = (𝑢f · (𝐹𝑐)))
146145eqeq2d 2773 . . . . . 6 (𝑑 = 𝑢 → (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑑f · (𝐹𝑐)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐))))
147146anbi2d 641 . . . . 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 3243 . . . 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 6808 . . . . . 6 (𝑐 = 𝑤 → (𝑐:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹)) ↔ 𝑤:(0..^(♯‘𝐹))–1-1-onto→(0..^(♯‘𝐹))))
150 coeq2 5843 . . . . . . . 8 (𝑐 = 𝑤 → (𝐹𝑐) = (𝐹𝑤))
151150oveq2d 7428 . . . . . . 7 (𝑐 = 𝑤 → (𝑢f · (𝐹𝑐)) = (𝑢f · (𝐹𝑤)))
152151eqeq2d 2773 . . . . . 6 (𝑐 = 𝑤 → (((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑐)) ↔ ((𝐻𝑆) prefix ((♯‘𝐻) − 1)) = (𝑢f · (𝐹𝑤))))
153149, 152anbi12d 643 . . . . 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 3188 . . . 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 286 . . 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 2066 . 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 237 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
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 400   = wceq 1569  wex 1808  wcel 2142  wral 3078  wrex 3088  Vcvv 3454  wss 3904   class class class wbr 5108  ccom 5664   Fn wfn 6531  wf 6532  1-1-ontowf1o 6535  cfv 6536  (class class class)co 7412  f cof 7674  m cmap 8822  0cc0 11106  1c1 11107   < clt 11249  cle 11250  cmin 11447  cn 12239  0cn0 12510  ...cfz 13541  ..^cfzo 13689  chash 14373  Word cword 14557   ++ cconcat 14614  ⟨“cs1 14640   prefix cpfx 14715  Basecbs 17275  .rcmulr 17317  0gc0g 17498   Σg cgsu 17499  Mndcmnd 18798  CMndccmn 19856  mulGrpcmgp 20222  1rcur 20269  Ringcrg 20321  CRingccrg 20322  rcdsr 20443  Unitcui 20444  RPrimecrpm 20521  IDomncidom 20803
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5555  df-eprel 5560  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-se 5614  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-supp 8155  df-tpos 8220  df-frecs 8276  df-wrecs 8307  df-recs 8356  df-rdg 8395  df-1o 8451  df-er 8692  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9320  df-oi 9470  df-card 9932  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11449  df-neg 11450  df-nn 12240  df-2 12309  df-3 12310  df-n0 12511  df-z 12598  df-uz 12869  df-fz 13542  df-fzo 13690  df-seq 14045  df-hash 14374  df-word 14558  df-concat 14615  df-s1 14641  df-substr 14686  df-pfx 14716  df-sets 17230  df-slot 17248  df-ndx 17260  df-base 17276  df-ress 17297  df-plusg 17329  df-mulr 17330  df-0g 17500  df-gsum 17501  df-mgm 18704  df-sgrp 18783  df-mnd 18799  df-submnd 18848  df-grp 19009  df-minusg 19010  df-sbg 19011  df-cntz 19393  df-cmn 19858  df-abl 19859  df-mgp 20223  df-rng 20237  df-ur 20270  df-ring 20323  df-cring 20324  df-oppr 20426  df-dvdsr 20446  df-unit 20447  df-rprm 20522  df-nzr 20621  df-domn 20805  df-idom 20806
This theorem is used by:  1arithidom  33836
  Copyright terms: Public domain W3C validator