Theorem aks6d1c5lem0 42502

Description: Lemma for Claim 5 of Theorem 6.1, G defines a map into the polynomials. (Contributed by metakunt, 5-May-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
aks6d1p5.1	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Field)
aks6d1p5.2	⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ ℙ)
aks6d1c5.3	⊢ 𝑃 = (chr‘𝐾)
aks6d1c5.4	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℕ0)
aks6d1c5.5	⊢ (𝜑 → 𝐴 < 𝑃)
aks6d1c5.6	⊢ 𝑋 = (var1‘𝐾)
aks6d1c5.7	⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾)))
aks6d1c5.8	⊢ 𝐺 = (𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴)) ↦ ((mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) Σg (𝑖 ∈ (0...𝐴) ↦ ((𝑔‘𝑖) ↑ (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)))))))

Assertion

Ref	Expression
aks6d1c5lem0	⊢ (𝜑 → 𝐺:(ℕ0 ↑m (0...𝐴))⟶(Base‘(Poly1‘𝐾)))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑔,𝑖   𝑔,𝐾,𝑖   𝜑,𝑔,𝑖

Allowed substitution hints:   𝑃(𝑔,𝑖)   ↑ (𝑔,𝑖)   𝐺(𝑔,𝑖)   𝑋(𝑔,𝑖)

Proof of Theorem aks6d1c5lem0

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2737	. . . 4 ⊢ (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾))) = (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾)))
2		aks6d1p5.1	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Field)
3	2	fldcrngd 20687	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ CRing)
4		eqid 2737	. . . . . . . 8 ⊢ (Poly1‘𝐾) = (Poly1‘𝐾)
5	4	ply1crng 22151	. . . . . . 7 ⊢ (𝐾 ∈ CRing → (Poly1‘𝐾) ∈ CRing)
6	3, 5	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (Poly1‘𝐾) ∈ CRing)
7		eqid 2737	. . . . . . 7 ⊢ (mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) = (mulGrp‘(Poly1‘𝐾))
8	7	crngmgp 20188	. . . . . 6 ⊢ ((Poly1‘𝐾) ∈ CRing → (mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) ∈ CMnd)
9	6, 8	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) ∈ CMnd)
10	9	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → (mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) ∈ CMnd)
11		fzfid 13908	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → (0...𝐴) ∈ Fin)
12		aks6d1c5.7	. . . . . 6 ⊢ ↑ = (.g‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾)))
13	10	cmnmndd 19745	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → (mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) ∈ Mnd)
14	13	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → (mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) ∈ Mnd)
15		nn0ex 12419	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ℕ0 ∈ V
16	15	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ℕ0 ∈ V)
17		ovexd 7403	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (0...𝐴) ∈ V)
18	16, 17	elmapd 8789	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴)) ↔ 𝑔:(0...𝐴)⟶ℕ0))
19	18	biimpd 229	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴)) → 𝑔:(0...𝐴)⟶ℕ0))
20	19	imp 406	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → 𝑔:(0...𝐴)⟶ℕ0)
21	20	ffvelcdmda 7038	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → (𝑔‘𝑖) ∈ ℕ0)
22	6	crngringd 20193	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (Poly1‘𝐾) ∈ Ring)
23	22	ringcmnd 20231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (Poly1‘𝐾) ∈ CMnd)
24		cmnmnd 19738	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((Poly1‘𝐾) ∈ CMnd → (Poly1‘𝐾) ∈ Mnd)
25	23, 24	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (Poly1‘𝐾) ∈ Mnd)
26	25	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → (Poly1‘𝐾) ∈ Mnd)
27	26	adantr 480	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → (Poly1‘𝐾) ∈ Mnd)
28	3	crngringd 20193	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ Ring)
29	28	adantr 480	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → 𝐾 ∈ Ring)
30	29	adantr 480	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → 𝐾 ∈ Ring)
31		aks6d1c5.6	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝑋 = (var1‘𝐾)
32		eqid 2737	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘(Poly1‘𝐾)) = (Base‘(Poly1‘𝐾))
33	31, 4, 32	vr1cl 22170	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐾 ∈ Ring → 𝑋 ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾)))
34	30, 33	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → 𝑋 ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾)))
35		simpl 482	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → (𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))))
36		elfzelz 13452	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑖 ∈ (0...𝐴) → 𝑖 ∈ ℤ)
37	36	adantl 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → 𝑖 ∈ ℤ)
38	35, 37	jca 511	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ ℤ))
39		eqid 2737	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (ℤRHom‘𝐾) = (ℤRHom‘𝐾)
40	39	zrhrhm 21478	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝐾 ∈ Ring → (ℤRHom‘𝐾) ∈ (ℤring RingHom 𝐾))
41		zringbas 21420	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
42		eqid 2737	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
43	41, 42	rhmf 20432	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((ℤRHom‘𝐾) ∈ (ℤring RingHom 𝐾) → (ℤRHom‘𝐾):ℤ⟶(Base‘𝐾))
44	40, 43	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝐾 ∈ Ring → (ℤRHom‘𝐾):ℤ⟶(Base‘𝐾))
45	29, 44	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → (ℤRHom‘𝐾):ℤ⟶(Base‘𝐾))
46	45	ffvelcdmda 7038	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ ℤ) → ((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖) ∈ (Base‘𝐾))
47	38, 46	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → ((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖) ∈ (Base‘𝐾))
48		eqid 2737	. . . . . . . . . 10 ⊢ (algSc‘(Poly1‘𝐾)) = (algSc‘(Poly1‘𝐾))
49	4, 48, 42, 32	ply1sclcl 22240	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐾 ∈ Ring ∧ ((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖) ∈ (Base‘𝐾)) → ((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)) ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾)))
50	30, 47, 49	syl2anc 585	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → ((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)) ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾)))
51		eqid 2737	. . . . . . . . 9 ⊢ (+g‘(Poly1‘𝐾)) = (+g‘(Poly1‘𝐾))
52	32, 51	mndcl 18679	. . . . . . . 8 ⊢ (((Poly1‘𝐾) ∈ Mnd ∧ 𝑋 ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾)) ∧ ((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)) ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾))) → (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖))) ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾)))
53	27, 34, 50, 52	syl3anc 1374	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖))) ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾)))
54	7, 32	mgpbas 20092	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘(Poly1‘𝐾)) = (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾)))
55	54	a1i 11	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → (Base‘(Poly1‘𝐾)) = (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾))))
56	53, 55	eleqtrd 2839	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖))) ∈ (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾))))
57	1, 12, 14, 21, 56	mulgnn0cld 19037	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) ∧ 𝑖 ∈ (0...𝐴)) → ((𝑔‘𝑖) ↑ (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)))) ∈ (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾))))
58	57	ralrimiva 3130	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → ∀𝑖 ∈ (0...𝐴)((𝑔‘𝑖) ↑ (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)))) ∈ (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾))))
59	1, 10, 11, 58	gsummptcl 19908	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → ((mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) Σg (𝑖 ∈ (0...𝐴) ↦ ((𝑔‘𝑖) ↑ (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)))))) ∈ (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾))))
60	54	eqcomi 2746	. . . 4 ⊢ (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾))) = (Base‘(Poly1‘𝐾))
61	60	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → (Base‘(mulGrp‘(Poly1‘𝐾))) = (Base‘(Poly1‘𝐾)))
62	59, 61	eleqtrd 2839	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴))) → ((mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) Σg (𝑖 ∈ (0...𝐴) ↦ ((𝑔‘𝑖) ↑ (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)))))) ∈ (Base‘(Poly1‘𝐾)))
63		aks6d1c5.8	. 2 ⊢ 𝐺 = (𝑔 ∈ (ℕ0 ↑m (0...𝐴)) ↦ ((mulGrp‘(Poly1‘𝐾)) Σg (𝑖 ∈ (0...𝐴) ↦ ((𝑔‘𝑖) ↑ (𝑋(+g‘(Poly1‘𝐾))((algSc‘(Poly1‘𝐾))‘((ℤRHom‘𝐾)‘𝑖)))))))
64	62, 63	fmptd 7068	1 ⊢ (𝜑 → 𝐺:(ℕ0 ↑m (0...𝐴))⟶(Base‘(Poly1‘𝐾)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  Vcvv 3442   class class class wbr 5100   ↦ cmpt 5181  ⟶wf 6496  ‘cfv 6500  (class class class)co 7368   ↑_m cmap 8775  0cc0 11038   < clt 11178  ℕ₀cn0 12413  ℤcz 12500  ...cfz 13435  ℙcprime 16610  Basecbs 17148  +_gcplusg 17189   Σ_g cgsu 17372  Mndcmnd 18671  ._gcmg 19009  CMndccmn 19721  mulGrpcmgp 20087  Ringcrg 20180  CRingccrg 20181   RingHom crh 20417  Fieldcfield 20675  ℤ_ringczring 21413  ℤRHomczrh 21466  chrcchr 21468  algSccascl 21819  var₁cv1 22128  Poly₁cpl1 22129

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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-addf 11117  ax-mulf 11118

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-of 7632  df-ofr 7633  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-supp 8113  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-er 8645  df-map 8777  df-pm 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9277  df-sup 9357  df-oi 9427  df-card 9863  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-seq 13937  df-hash 14266  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-starv 17204  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ds 17211  df-unif 17212  df-hom 17213  df-cco 17214  df-0g 17373  df-gsum 17374  df-prds 17379  df-pws 17381  df-mre 17517  df-mrc 17518  df-acs 17520  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-mhm 18720  df-submnd 18721  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-mulg 19010  df-subg 19065  df-ghm 19154  df-cntz 19258  df-cmn 19723  df-abl 19724  df-mgp 20088  df-rng 20100  df-ur 20129  df-ring 20182  df-cring 20183  df-rhm 20420  df-subrng 20491  df-subrg 20515  df-field 20677  df-lmod 20825  df-lss 20895  df-cnfld 21322  df-zring 21414  df-zrh 21470  df-ascl 21822  df-psr 21877  df-mvr 21878  df-mpl 21879  df-opsr 21881  df-psr1 22132  df-vr1 22133  df-ply1 22134

This theorem is referenced by:  aks6d1c5lem3  42504  aks6d1c6lem2  42538  aks6d1c6lem3  42539