MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ablfac1lem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ablfac1lem 19990
Description: Lemma for ablfac1b 19992. Satisfy the assumptions of ablfacrp. (Contributed by Mario Carneiro, 26-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
ablfac1.b ๐ต = (Baseโ€˜๐บ)
ablfac1.o ๐‘‚ = (odโ€˜๐บ)
ablfac1.s ๐‘† = (๐‘ โˆˆ ๐ด โ†ฆ {๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆฃ (๐‘‚โ€˜๐‘ฅ) โˆฅ (๐‘โ†‘(๐‘ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)))})
ablfac1.g (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ Abel)
ablfac1.f (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ Fin)
ablfac1.1 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ โ„™)
ablfac1.m ๐‘€ = (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)))
ablfac1.n ๐‘ = ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€)
Assertion
Ref Expression
ablfac1lem ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ((๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โˆง (๐‘€ gcd ๐‘) = 1 โˆง (โ™ฏโ€˜๐ต) = (๐‘€ ยท ๐‘)))
Distinct variable groups:   ๐‘ฅ,๐‘,๐ต   ๐œ‘,๐‘,๐‘ฅ   ๐ด,๐‘,๐‘ฅ   ๐‘‚,๐‘,๐‘ฅ   ๐‘ƒ,๐‘,๐‘ฅ   ๐บ,๐‘,๐‘ฅ
Allowed substitution hints:   ๐‘†(๐‘ฅ,๐‘)   ๐‘€(๐‘ฅ,๐‘)   ๐‘(๐‘ฅ,๐‘)

Proof of Theorem ablfac1lem
StepHypRef Expression
1 ablfac1.m . . . 4 ๐‘€ = (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)))
2 ablfac1.1 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ ๐ด โІ โ„™)
32sselda 3977 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™)
4 prmnn 16618 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
53, 4syl 17 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„•)
6 ablfac1.g . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ Abel)
7 ablgrp 19705 . . . . . . . . 9 (๐บ โˆˆ Abel โ†’ ๐บ โˆˆ Grp)
8 ablfac1.b . . . . . . . . . 10 ๐ต = (Baseโ€˜๐บ)
98grpbn0 18896 . . . . . . . . 9 (๐บ โˆˆ Grp โ†’ ๐ต โ‰  โˆ…)
106, 7, 93syl 18 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โ‰  โˆ…)
11 ablfac1.f . . . . . . . . 9 (๐œ‘ โ†’ ๐ต โˆˆ Fin)
12 hashnncl 14331 . . . . . . . . 9 (๐ต โˆˆ Fin โ†’ ((โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„• โ†” ๐ต โ‰  โˆ…))
1311, 12syl 17 . . . . . . . 8 (๐œ‘ โ†’ ((โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„• โ†” ๐ต โ‰  โˆ…))
1410, 13mpbird 257 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„•)
1514adantr 480 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„•)
163, 15pccld 16792 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)) โˆˆ โ„•0)
175, 16nnexpcld 14213 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))) โˆˆ โ„•)
181, 17eqeltrid 2831 . . 3 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„•)
19 ablfac1.n . . . 4 ๐‘ = ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€)
20 pcdvds 16806 . . . . . . 7 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))) โˆฅ (โ™ฏโ€˜๐ต))
213, 15, 20syl2anc 583 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))) โˆฅ (โ™ฏโ€˜๐ต))
221, 21eqbrtrid 5176 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘€ โˆฅ (โ™ฏโ€˜๐ต))
23 nndivdvds 16213 . . . . . 6 (((โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„• โˆง ๐‘€ โˆˆ โ„•) โ†’ (๐‘€ โˆฅ (โ™ฏโ€˜๐ต) โ†” ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€) โˆˆ โ„•))
2415, 18, 23syl2anc 583 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘€ โˆฅ (โ™ฏโ€˜๐ต) โ†” ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€) โˆˆ โ„•))
2522, 24mpbid 231 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€) โˆˆ โ„•)
2619, 25eqeltrid 2831 . . 3 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
2718, 26jca 511 . 2 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•))
281oveq1i 7415 . . 3 (๐‘€ gcd ๐‘) = ((๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))) gcd ๐‘)
29 pcndvds2 16810 . . . . . . 7 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„•) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ ((โ™ฏโ€˜๐ต) / (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)))))
303, 15, 29syl2anc 583 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ ((โ™ฏโ€˜๐ต) / (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)))))
311oveq2i 7416 . . . . . . . 8 ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€) = ((โ™ฏโ€˜๐ต) / (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))))
3219, 31eqtri 2754 . . . . . . 7 ๐‘ = ((โ™ฏโ€˜๐ต) / (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))))
3332breq2i 5149 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆฅ ๐‘ โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ((โ™ฏโ€˜๐ต) / (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)))))
3430, 33sylnibr 329 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ ๐‘)
3526nnzd 12589 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
36 coprm 16655 . . . . . 6 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค) โ†’ (ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ ๐‘ โ†” (๐‘ƒ gcd ๐‘) = 1))
373, 35, 36syl2anc 583 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ ๐‘ โ†” (๐‘ƒ gcd ๐‘) = 1))
3834, 37mpbid 231 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘ƒ gcd ๐‘) = 1)
39 prmz 16619 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆˆ โ„™ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค)
403, 39syl 17 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„ค)
41 rpexp1i 16668 . . . . 5 ((๐‘ƒ โˆˆ โ„ค โˆง ๐‘ โˆˆ โ„ค โˆง (๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)) โˆˆ โ„•0) โ†’ ((๐‘ƒ gcd ๐‘) = 1 โ†’ ((๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))) gcd ๐‘) = 1))
4240, 35, 16, 41syl3anc 1368 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ((๐‘ƒ gcd ๐‘) = 1 โ†’ ((๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))) gcd ๐‘) = 1))
4338, 42mpd 15 . . 3 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ((๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))) gcd ๐‘) = 1)
4428, 43eqtrid 2778 . 2 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘€ gcd ๐‘) = 1)
4519oveq2i 7416 . . 3 (๐‘€ ยท ๐‘) = (๐‘€ ยท ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€))
4615nncnd 12232 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„‚)
4718nncnd 12232 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„‚)
4818nnne0d 12266 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘€ โ‰  0)
4946, 47, 48divcan2d 11996 . . 3 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘€ ยท ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€)) = (โ™ฏโ€˜๐ต))
5045, 49eqtr2id 2779 . 2 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) = (๐‘€ ยท ๐‘))
5127, 44, 503jca 1125 1 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ((๐‘€ โˆˆ โ„• โˆง ๐‘ โˆˆ โ„•) โˆง (๐‘€ gcd ๐‘) = 1 โˆง (โ™ฏโ€˜๐ต) = (๐‘€ ยท ๐‘)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ยฌ wn 3   โ†’ wi 4   โ†” wb 205   โˆง wa 395   โˆง w3a 1084   = wceq 1533   โˆˆ wcel 2098   โ‰  wne 2934  {crab 3426   โІ wss 3943  โˆ…c0 4317   class class class wbr 5141   โ†ฆ cmpt 5224  โ€˜cfv 6537  (class class class)co 7405  Fincfn 8941  1c1 11113   ยท cmul 11117   / cdiv 11875  โ„•cn 12216  โ„•0cn0 12476  โ„คcz 12562  โ†‘cexp 14032  โ™ฏchash 14295   โˆฅ cdvds 16204   gcd cgcd 16442  โ„™cprime 16615   pCnt cpc 16778  Basecbs 17153  Grpcgrp 18863  odcod 19444  Abelcabl 19701
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-er 8705  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-sup 9439  df-inf 9440  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-n0 12477  df-z 12563  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12981  df-fz 13491  df-fl 13763  df-mod 13841  df-seq 13973  df-exp 14033  df-hash 14296  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-dvds 16205  df-gcd 16443  df-prm 16616  df-pc 16779  df-0g 17396  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-grp 18866  df-abl 19703
This theorem is referenced by:  ablfac1a  19991  ablfac1b  19992
  Copyright terms: Public domain W3C validator