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

Theorem ablfac1lem 19932
Description: Lemma for ablfac1b 19934. 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 โŠ† 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 โŠ† โ„™)
32sselda 3981 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ โ„™)
4 prmnn 16607 . . . . . 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 19647 . . . . . . . . 9 (๐บ โˆˆ Abel โ†’ ๐บ โˆˆ Grp)
8 ablfac1.b . . . . . . . . . 10 ๐ต = (Baseโ€˜๐บ)
98grpbn0 18847 . . . . . . . . 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 14322 . . . . . . . . 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 256 . . . . . . 7 (๐œ‘ โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„•)
1514adantr 481 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„•)
163, 15pccld 16779 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)) โˆˆ โ„•0)
175, 16nnexpcld 14204 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))) โˆˆ โ„•)
181, 17eqeltrid 2837 . . 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 16793 . . . . . . 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 584 . . . . . 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 5182 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘€ โˆฅ (โ™ฏโ€˜๐ต))
23 nndivdvds 16202 . . . . . 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 584 . . . . 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 2837 . . 3 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„•)
2718, 26jca 512 . 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 16797 . . . . . . 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 584 . . . . . 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 2760 . . . . . . 7 ๐‘ = ((โ™ฏโ€˜๐ต) / (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต))))
3332breq2i 5155 . . . . . 6 (๐‘ƒ โˆฅ ๐‘ โ†” ๐‘ƒ โˆฅ ((โ™ฏโ€˜๐ต) / (๐‘ƒโ†‘(๐‘ƒ pCnt (โ™ฏโ€˜๐ต)))))
3430, 33sylnibr 328 . . . . 5 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ยฌ ๐‘ƒ โˆฅ ๐‘)
3526nnzd 12581 . . . . . 6 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„ค)
36 coprm 16644 . . . . . 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 584 . . . . 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 16608 . . . . . 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 16656 . . . . 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 1371 . . . 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 2784 . 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 12224 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) โˆˆ โ„‚)
4718nncnd 12224 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘€ โˆˆ โ„‚)
4818nnne0d 12258 . . . 4 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ ๐‘€ โ‰  0)
4946, 47, 48divcan2d 11988 . . 3 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (๐‘€ ยท ((โ™ฏโ€˜๐ต) / ๐‘€)) = (โ™ฏโ€˜๐ต))
5045, 49eqtr2id 2785 . 2 ((๐œ‘ โˆง ๐‘ƒ โˆˆ ๐ด) โ†’ (โ™ฏโ€˜๐ต) = (๐‘€ ยท ๐‘))
5127, 44, 503jca 1128 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 396   โˆง w3a 1087   = wceq 1541   โˆˆ wcel 2106   โ‰  wne 2940  {crab 3432   โŠ† wss 3947  โˆ…c0 4321   class class class wbr 5147   โ†ฆ cmpt 5230  โ€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  Fincfn 8935  1c1 11107   ยท cmul 11111   / cdiv 11867  โ„•cn 12208  โ„•0cn0 12468  โ„คcz 12554  โ†‘cexp 14023  โ™ฏchash 14286   โˆฅ cdvds 16193   gcd cgcd 16431  โ„™cprime 16604   pCnt cpc 16765  Basecbs 17140  Grpcgrp 18815  odcod 19386  Abelcabl 19643
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  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  ax-pre-sup 11184
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-2o 8463  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-div 11868  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-n0 12469  df-z 12555  df-uz 12819  df-q 12929  df-rp 12971  df-fz 13481  df-fl 13753  df-mod 13831  df-seq 13963  df-exp 14024  df-hash 14287  df-cj 15042  df-re 15043  df-im 15044  df-sqrt 15178  df-abs 15179  df-dvds 16194  df-gcd 16432  df-prm 16605  df-pc 16766  df-0g 17383  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-grp 18818  df-abl 19645
This theorem is referenced by:  ablfac1a  19933  ablfac1b  19934
  Copyright terms: Public domain W3C validator