Users' Mathboxes Mathbox for metakunt < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  aks6d1c1p8 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem aks6d1c1p8 43356
Description: If a number 𝐸 is introspective to 𝐹, then so are its powers. (Contributed by metakunt, 30-Apr-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
aks6d1c1.1 ∼ = {⟨𝑒, 𝑓⟩ ∣ (𝑒 ∈ ℕ ∧ 𝑓 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)(𝑒 ↑ ((𝑂‘𝑓)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝑓)‘(𝑒 ↑ 𝑦)))}
aks6d1c1.2 𝑆 = (Poly1‘𝐾)
aks6d1c1.3 𝐵 = (Base‘𝑆)
aks6d1c1.4 𝑋 = (var1‘𝐾)
aks6d1c1.5 𝑊 = (mulGrp‘𝑆)
aks6d1c1.6 𝑉 = (mulGrp‘𝐾)
aks6d1c1.7 ↑ = (.g‘𝑉)
aks6d1c1.8 𝐶 = (algSc‘𝑆)
aks6d1c1.9 𝐷 = (.g‘𝑊)
aks6d1c1.10 𝑃 = (chr‘𝐾)
aks6d1c1.11 𝑂 = (eval1‘𝐾)
aks6d1c1.12 + = (+g‘𝑆)
aks6d1c1.13 (𝜑 → 𝐾 ∈ Field)
aks6d1c1.14 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
aks6d1c1.15 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
aks6d1c1.16 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
aks6d1c1.17 (𝜑 → 𝑃 ∥ 𝑁)
aks6d1c1.18 (𝜑 → (𝑁 gcd 𝑅) = 1)
aks6d1c1p8.1 (𝜑 → 𝐸 ∼ 𝐹)
aks6d1c1p8.2 (𝜑 → 𝐿 ∈ ℕ0)
aks6d1c1p8.3 (𝜑 → (𝐸 gcd 𝑅) = 1)
Assertion
Ref Expression
aks6d1c1p8 (𝜑 → (𝐸↑𝐿) ∼ 𝐹)
Distinct variable groups:   ↑ ,𝑒,𝑓,𝑦   𝑦, ∼   𝐵,𝑒,𝑓   𝑒,𝐸,𝑓,𝑦   𝑒,𝐹,𝑓,𝑦   𝑒,𝑂,𝑓,𝑦   𝑅,𝑒,𝑓,𝑦   𝑒,𝑉,𝑓,𝑦   𝜑,𝑦
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑒, 𝑓)   𝐵(𝑦)   𝐶(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝐷(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝑃(𝑦, 𝑒, 𝑓)   + (𝑦, 𝑒, 𝑓)   ∼ (𝑒, 𝑓)   𝑆(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝐾(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝐿(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝑁(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝑊(𝑦, 𝑒, 𝑓)   𝑋(𝑦, 𝑒, 𝑓)

Proof of Theorem aks6d1c1p8
Dummy variables ℎ 𝑖 𝑙 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 aks6d1c1p8.2 . 2 (𝜑 → 𝐿 ∈ ℕ0)
2 oveq2 7448 . . . 4 (ℎ = 0 → (𝐸↑ℎ) = (𝐸↑0))
32breq1d 5116 . . 3 (ℎ = 0 → ((𝐸↑ℎ) ∼ 𝐹 ↔ (𝐸↑0) ∼ 𝐹))
4 oveq2 7448 . . . 4 (ℎ = 𝑖 → (𝐸↑ℎ) = (𝐸↑𝑖))
54breq1d 5116 . . 3 (ℎ = 𝑖 → ((𝐸↑ℎ) ∼ 𝐹 ↔ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹))
6 oveq2 7448 . . . 4 (ℎ = (𝑖 + 1) → (𝐸↑ℎ) = (𝐸↑(𝑖 + 1)))
76breq1d 5116 . . 3 (ℎ = (𝑖 + 1) → ((𝐸↑ℎ) ∼ 𝐹 ↔ (𝐸↑(𝑖 + 1)) ∼ 𝐹))
8 oveq2 7448 . . . 4 (ℎ = 𝐿 → (𝐸↑ℎ) = (𝐸↑𝐿))
98breq1d 5116 . . 3 (ℎ = 𝐿 → ((𝐸↑ℎ) ∼ 𝐹 ↔ (𝐸↑𝐿) ∼ 𝐹))
10 aks6d1c1.1 . . . . . . . 8 ∼ = {⟨𝑒, 𝑓⟩ ∣ (𝑒 ∈ ℕ ∧ 𝑓 ∈ 𝐵 ∧ ∀𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)(𝑒 ↑ ((𝑂‘𝑓)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝑓)‘(𝑒 ↑ 𝑦)))}
11 aks6d1c1p8.1 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐸 ∼ 𝐹)
1210, 11aks6d1c1p1rcl 43349 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐸 ∈ ℕ ∧ 𝐹 ∈ 𝐵))
1312simpld 500 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℕ)
1413nncnd 12375 . . . . 5 (𝜑 → 𝐸 ∈ ℂ)
1514exp0d 14307 . . . 4 (𝜑 → (𝐸↑0) = 1)
16 aks6d1c1.11 . . . . . . . . . 10 𝑂 = (eval1‘𝐾)
17 aks6d1c1.2 . . . . . . . . . 10 𝑆 = (Poly1‘𝐾)
18 eqid 2763 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
19 aks6d1c1.3 . . . . . . . . . 10 𝐵 = (Base‘𝑆)
20 aks6d1c1.13 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐾 ∈ Field)
2120fldcrngd 21022 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐾 ∈ CRing)
2221adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝐾 ∈ CRing)
23 aks6d1c1.6 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑉 = (mulGrp‘𝐾)
2423crngmgp 20494 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐾 ∈ CRing → 𝑉 ∈ CMnd)
2521, 24syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝑉 ∈ CMnd)
26 aks6d1c1.15 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ)
2726nnnn0d 12691 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → 𝑅 ∈ ℕ0)
28 aks6d1c1.7 . . . . . . . . . . . . . . 15 ↑ = (.g‘𝑉)
2925, 27, 28isprimroot 43334 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅) ↔ (𝑦 ∈ (Base‘𝑉) ∧ (𝑅 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) ∧ ∀𝑙 ∈ ℕ0 ((𝑙 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) → 𝑅 ∥ 𝑙))))
3029biimpd 232 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅) → (𝑦 ∈ (Base‘𝑉) ∧ (𝑅 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) ∧ ∀𝑙 ∈ ℕ0 ((𝑙 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) → 𝑅 ∥ 𝑙))))
3130imp 412 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (𝑦 ∈ (Base‘𝑉) ∧ (𝑅 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) ∧ ∀𝑙 ∈ ℕ0 ((𝑙 ↑ 𝑦) = (0g‘𝑉) → 𝑅 ∥ 𝑙)))
3231simp1d 1160 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑉))
3323, 18mgpbas 20392 . . . . . . . . . . 11 (Base‘𝐾) = (Base‘𝑉)
3432, 33eleqtrrdi 2875 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))
3512simprd 501 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐵)
3635adantr 486 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝐹 ∈ 𝐵)
3716, 17, 18, 19, 22, 34, 36fveval1fvcl 22678 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → ((𝑂‘𝐹)‘𝑦) ∈ (Base‘𝐾))
3837, 33eleqtrdi 2874 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → ((𝑂‘𝐹)‘𝑦) ∈ (Base‘𝑉))
39 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (Base‘𝑉) = (Base‘𝑉)
4039, 28mulg1 19317 . . . . . . . 8 (((𝑂‘𝐹)‘𝑦) ∈ (Base‘𝑉) → (1 ↑ ((𝑂‘𝐹)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝐹)‘𝑦))
4138, 40syl 18 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (1 ↑ ((𝑂‘𝐹)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝐹)‘𝑦))
4239, 28mulg1 19317 . . . . . . . . . 10 (𝑦 ∈ (Base‘𝑉) → (1 ↑ 𝑦) = 𝑦)
4332, 42syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (1 ↑ 𝑦) = 𝑦)
4443eqcomd 2769 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → 𝑦 = (1 ↑ 𝑦))
4544fveq2d 6909 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → ((𝑂‘𝐹)‘𝑦) = ((𝑂‘𝐹)‘(1 ↑ 𝑦)))
4641, 45eqtrd 2798 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)) → (1 ↑ ((𝑂‘𝐹)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝐹)‘(1 ↑ 𝑦)))
4746ralrimiva 3158 . . . . 5 (𝜑 → ∀𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)(1 ↑ ((𝑂‘𝐹)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝐹)‘(1 ↑ 𝑦)))
48 1nn 12370 . . . . . . 7 1 ∈ ℕ
4948a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 1 ∈ ℕ)
5010, 35, 49aks6d1c1p1 43348 . . . . 5 (𝜑 → (1 ∼ 𝐹 ↔ ∀𝑦 ∈ (𝑉 PrimRoots 𝑅)(1 ↑ ((𝑂‘𝐹)‘𝑦)) = ((𝑂‘𝐹)‘(1 ↑ 𝑦))))
5147, 50mpbird 260 . . . 4 (𝜑 → 1 ∼ 𝐹)
5215, 51eqbrtrd 5130 . . 3 (𝜑 → (𝐸↑0) ∼ 𝐹)
5314ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → 𝐸 ∈ ℂ)
54 1nn0 12646 . . . . . . 7 1 ∈ ℕ0
5554a1i 11 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → 1 ∈ ℕ0)
56 simplr 781 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → 𝑖 ∈ ℕ0)
5753, 55, 56expaddd 14315 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → (𝐸↑(𝑖 + 1)) = ((𝐸↑𝑖) · (𝐸↑1)))
5853exp1d 14308 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → (𝐸↑1) = 𝐸)
5958oveq2d 7456 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → ((𝐸↑𝑖) · (𝐸↑1)) = ((𝐸↑𝑖) · 𝐸))
6057, 59eqtrd 2798 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → (𝐸↑(𝑖 + 1)) = ((𝐸↑𝑖) · 𝐸))
61 aks6d1c1.4 . . . . 5 𝑋 = (var1‘𝐾)
62 aks6d1c1.5 . . . . 5 𝑊 = (mulGrp‘𝑆)
63 aks6d1c1.8 . . . . 5 𝐶 = (algSc‘𝑆)
64 aks6d1c1.10 . . . . 5 𝑃 = (chr‘𝐾)
65 aks6d1c1.12 . . . . 5 + = (+g‘𝑆)
6620ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → 𝐾 ∈ Field)
67 aks6d1c1.14 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
6867ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → 𝑃 ∈ ℙ)
6926ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → 𝑅 ∈ ℕ)
70 aks6d1c1p8.3 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐸 gcd 𝑅) = 1)
7170ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → (𝐸 gcd 𝑅) = 1)
72 aks6d1c1.17 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑃 ∥ 𝑁)
7372ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → 𝑃 ∥ 𝑁)
74 simpr 490 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹)
7511ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → 𝐸 ∼ 𝐹)
7610, 17, 19, 61, 62, 23, 28, 63, 64, 16, 65, 66, 68, 69, 71, 73, 74, 75aks6d1c1p5 43353 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → ((𝐸↑𝑖) · 𝐸) ∼ 𝐹)
7760, 76eqbrtrd 5130 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ ℕ0) ∧ (𝐸↑𝑖) ∼ 𝐹) → (𝐸↑(𝑖 + 1)) ∼ 𝐹)
783, 5, 7, 9, 52, 77nn0indd 12820 . 2 ((𝜑 ∧ 𝐿 ∈ ℕ0) → (𝐸↑𝐿) ∼ 𝐹)
791, 78mpdan 700 1 (𝜑 → (𝐸↑𝐿) ∼ 𝐹)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080   class class class wbr 5106  {copab 5170  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440  ℂcc 11222  0cc0 11224  1c1 11225   + caddc 11227   · cmul 11229  ℕcn 12359  ℕ0cn0 12630  ↑cexp 14228   ∥ cdvds 16448   gcd cgcd 16690  ℙcprime 16872  Basecbs 17413  +gcplusg 17454  0gc0g 17636  .gcmg 19303  CMndccmn 20021  mulGrpcmgp 20387  CRingccrg 20487  Fieldcfield 21008  chrcchr 21834  algSccascl 22187  var1cv1 22521  Poly1cpl1 22522  eval1ce1 22659   PrimRoots cprimroots 43332
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-pre-sup 11302
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-isom 6564  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-of 7714  df-ofr 7715  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-supp 8202  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-2o 8502  df-er 8742  df-map 8874  df-pm 8875  df-ixp 8951  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-fsupp 9379  df-sup 9458  df-inf 9459  df-oi 9528  df-card 10044  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-div 11998  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-7 12434  df-8 12435  df-9 12436  df-n0 12631  df-z 12718  df-dec 12839  df-uz 12990  df-rp 13145  df-fz 13664  df-fzo 13813  df-fl 13956  df-mod 14034  df-seq 14169  df-exp 14229  df-hash 14499  df-cj 15292  df-re 15293  df-im 15294  df-sqrt 15428  df-abs 15429  df-dvds 16449  df-gcd 16691  df-struct 17351  df-sets 17368  df-slot 17386  df-ndx 17398  df-base 17414  df-ress 17435  df-plusg 17467  df-mulr 17468  df-sca 17470  df-vsca 17471  df-ip 17472  df-tset 17473  df-ple 17474  df-ds 17476  df-hom 17478  df-cco 17479  df-0g 17638  df-gsum 17639  df-prds 17644  df-pws 17646  df-mre 17782  df-mrc 17783  df-acs 17785  df-mgm 18842  df-sgrp 18934  df-mnd 18950  df-mhm 19004  df-submnd 19005  df-grp 19173  df-minusg 19174  df-sbg 19175  df-mulg 19304  df-subg 19359  df-ghm 19454  df-cntz 19558  df-cmn 20023  df-abl 20024  df-mgp 20388  df-rng 20402  df-ur 20435  df-srg 20440  df-ring 20488  df-cring 20489  df-rhm 20729  df-subrng 20825  df-subrg 20849  df-field 21010  df-lmod 21164  df-lss 21234  df-lsp 21274  df-assa 22188  df-asp 22189  df-ascl 22190  df-psr 22244  df-mvr 22245  df-mpl 22246  df-opsr 22248  df-evls 22410  df-evl 22411  df-psr1 22525  df-ply1 22527  df-evl1 22661  df-primroots 43333
This theorem is used by:  aks6d1c1  43357
  Copyright terms: Public domain W3C validator