Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  aks6d1c1p7 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem aks6d1c1p7 43256
Description: 𝑋 is introspective to all positive integers. (Contributed by metakunt, 30-Apr-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
aks6d1c1p7.1 ∼ = {⟨𝑒, 𝑓⟩ ∣ (𝑒 ∈ ℕ ∧ 𝑓 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)(𝑒 ↑ ((𝑂‘𝑓)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝑓)‘(𝑒 ↑ 𝑦)))}
aks6d1c1p7.2 𝑆 = (Poly1‘𝐾)
aks6d1c1p7.3 𝐵 = (Base‘𝑆)
aks6d1c1p7.4 𝑋 = (var1‘𝐾)
aks6d1c1p7.5 𝑉 = (mulGrp‘𝐾)
aks6d1c1p7.6 ↑ = (.g‘𝑉)
aks6d1c1p7.7 𝑃 = (chr‘𝐾)
aks6d1c1p7.8 𝑂 = (eval1‘𝐾)
aks6d1c1p7.9 (𝜑 → 𝐾 ∈ Field)
aks6d1c1p7.10 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
aks6d1c1p7.11 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
aks6d1c1p7.12 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
aks6d1c1p7.13 (𝜑 → 𝑃 ∥ 𝑁)
aks6d1c1p7.14 (𝜑 → (𝑁 gcd 𝑅) = 1)
aks6d1c1p7.15 (𝜑 → 𝐿 ∈ ℕ)
Assertion
Ref Expression
aks6d1c1p7 (𝜑 → 𝐿 ∼ 𝑋)
Distinct variable groups:   ↑ ,𝑒,𝑓   𝐵,𝑒,𝑓   𝑒,𝐿,𝑓,𝑦   𝑒,𝑂,𝑓   𝑅,𝑒,𝑓   𝑒,𝑉,𝑓   𝑒,𝑋,𝑓,𝑦   𝜑,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑒, 𝑓)   𝐵(𝑦)   𝑃(𝑦, 𝑒, 𝑓)   ∼ (𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝑅(𝑦)   𝑆(𝑦, 𝑒, 𝑓)   ↑ (𝑦)   𝐾(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝑁(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝑂(𝑦)   𝑉(𝑦)

Proof of Theorem aks6d1c1p7
Dummy variable 𝑙 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 aks6d1c1p7.8 . . . . . . 7 𝑂 = (eval1‘𝐾)
2 aks6d1c1p7.4 . . . . . . 7 𝑋 = (var1‘𝐾)
3 eqid 2760 . . . . . . 7 (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
4 aks6d1c1p7.2 . . . . . . 7 𝑆 = (Poly1‘𝐾)
5 aks6d1c1p7.3 . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝑆)
6 aks6d1c1p7.9 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐾 ∈ Field)
76fldcrngd 21000 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐾 ∈ CRing)
87adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝐾 ∈ CRing)
9 aks6d1c1p7.5 . . . . . . . . . . . . . 14 𝑉 = (mulGrp‘𝐾)
109crngmgp 20472 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐾 ∈ CRing → 𝑉 ∈ CMnd)
117, 10syl 18 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑉 ∈ CMnd)
12 aks6d1c1p7.11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
1312nnnn0d 12670 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ0)
14 aks6d1c1p7.6 . . . . . . . . . . . 12 ↑ = (.g‘𝑉)
1511, 13, 14isprimroot 43236 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅) ↔ (𝑦 ∈ (Base‘𝑉) ∧ (𝑅 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) ∧ ∀𝑙 ∈ ℕ0 ((𝑙 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) → 𝑅 ∥ 𝑙))))
1615biimpd 232 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅) → (𝑦 ∈ (Base‘𝑉) ∧ (𝑅 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) ∧ ∀𝑙 ∈ ℕ0 ((𝑙 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) → 𝑅 ∥ 𝑙))))
1716imp 412 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝑦 ∈ (Base‘𝑉) ∧ (𝑅 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) ∧ ∀𝑙 ∈ ℕ0 ((𝑙 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) → 𝑅 ∥ 𝑙)))
1817simp1d 1160 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑉))
199, 3mgpbas 20370 . . . . . . . 8 (Base‘𝐾) = (Base‘𝑉)
2018, 19eleqtrrdi 2871 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))
211, 2, 3, 4, 5, 8, 20evl1vard 22660 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ ((𝑂‘𝑋)‘𝑦) = 𝑦))
2221simprd 501 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → ((𝑂‘𝑋)‘𝑦) = 𝑦)
2322oveq2d 7436 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝐿 ↑ ((𝑂‘𝑋)‘𝑦)) = (𝐿 ↑ 𝑦))
2411cmnmndd 20023 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑉 ∈ Mnd)
2524adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝑉 ∈ Mnd)
26 aks6d1c1p7.15 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐿 ∈ ℕ)
2726nnnn0d 12670 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝐿 ∈ ℕ0)
2827adantr 486 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝐿 ∈ ℕ0)
2920, 19eleqtrdi 2870 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑉))
30 eqid 2760 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑉) = (Base‘𝑉)
3130, 14mulgnn0cl 19305 . . . . . . . . 9 ((𝑉 ∈ Mnd ∧ 𝐿 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑉)) → (𝐿 ↑ 𝑦) ∈ (Base‘𝑉))
3225, 28, 29, 31syl3anc 1398 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝐿 ↑ 𝑦) ∈ (Base‘𝑉))
3332, 19eleqtrrdi 2871 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝐿 ↑ 𝑦) ∈ (Base‘𝐾))
341, 2, 3, 4, 5, 8, 33evl1vard 22660 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝑋 ∈ 𝐵 ∧ ((𝑂‘𝑋)‘(𝐿 ↑ 𝑦)) = (𝐿 ↑ 𝑦)))
3534simprd 501 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → ((𝑂‘𝑋)‘(𝐿 ↑ 𝑦)) = (𝐿 ↑ 𝑦))
36 eqidd 2761 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝐿 ↑ 𝑦) = (𝐿 ↑ 𝑦))
3735, 36eqtr2d 2796 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝐿 ↑ 𝑦) = ((𝑂‘𝑋)‘(𝐿 ↑ 𝑦)))
3823, 37eqtrd 2795 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝐿 ↑ ((𝑂‘𝑋)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝑋)‘(𝐿 ↑ 𝑦)))
3938ralrimiva 3154 . 2 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)(𝐿 ↑ ((𝑂‘𝑋)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝑋)‘(𝐿 ↑ 𝑦)))
40 aks6d1c1p7.1 . . 3 ∼ = {⟨𝑒, 𝑓⟩ ∣ (𝑒 ∈ ℕ ∧ 𝑓 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)(𝑒 ↑ ((𝑂‘𝑓)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝑓)‘(𝑒 ↑ 𝑦)))}
41 crngring 20477 . . . . . 6 (𝐾 ∈ CRing → 𝐾 ∈ Ring)
427, 41syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐾 ∈ Ring)
43 eqid 2760 . . . . . 6 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
442, 4, 43vr1cl 22540 . . . . 5 (𝐾 ∈ Ring → 𝑋 ∈ (Base‘𝑆))
4542, 44syl 18 . . . 4 (𝜑 → 𝑋 ∈ (Base‘𝑆))
4645, 5eleqtrrdi 2871 . . 3 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
4740, 46, 26aks6d1c1p1 43250 . 2 (𝜑 → (𝐿 ∼ 𝑋 ↔ ∀𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)(𝐿 ↑ ((𝑂‘𝑋)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝑋)‘(𝐿 ↑ 𝑦))))
4839, 47mpbird 260 1 (𝜑 → 𝐿 ∼ 𝑋)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ∀wral 3076   class class class wbr 5102  {copab 5166  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  1c1 11204  ℕcn 12338  ℕ0cn0 12609   ∥ cdvds 16427   gcd cgcd 16669  ℙcprime 16851  Basecbs 17392  0gc0g 17615  Mndcmnd 18928  .gcmg 19282  CMndccmn 19999  mulGrpcmgp 20365  Ringcrg 20464  CRingccrg 20465  Fieldcfield 20986  chrcchr 21812  var1cv1 22499  Poly1cpl1 22500  eval1ce1 22637   PrimRoots cprimroots 43234
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-iin 4953  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-ofr 7694  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8180  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-2o 8480  df-er 8720  df-map 8852  df-pm 8853  df-ixp 8929  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fsupp 9357  df-sup 9437  df-oi 9507  df-card 10023  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-dec 12818  df-uz 12969  df-fz 13643  df-fzo 13792  df-seq 14148  df-hash 14478  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-ip 17451  df-tset 17452  df-ple 17453  df-ds 17455  df-hom 17457  df-cco 17458  df-0g 17617  df-gsum 17618  df-prds 17623  df-pws 17625  df-mre 17761  df-mrc 17762  df-acs 17764  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-mhm 18983  df-submnd 18984  df-grp 19152  df-minusg 19153  df-sbg 19154  df-mulg 19283  df-subg 19338  df-ghm 19433  df-cntz 19536  df-cmn 20001  df-abl 20002  df-mgp 20366  df-rng 20380  df-ur 20413  df-srg 20418  df-ring 20466  df-cring 20467  df-rhm 20707  df-subrng 20803  df-subrg 20827  df-field 20988  df-lmod 21142  df-lss 21212  df-lsp 21252  df-assa 22166  df-asp 22167  df-ascl 22168  df-psr 22222  df-mvr 22223  df-mpl 22224  df-opsr 22226  df-evls 22388  df-evl 22389  df-psr1 22503  df-vr1 22504  df-ply1 22505  df-evl1 22639  df-primroots 43235
This theorem is used by:  aks6d1c1  43259
  Copyright terms: Public domain W3C validator