Theorem dchrmullid 27542

Description: Left identity for the principal Dirichlet character. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Apr-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
dchrmhm.g	⊢ 𝐺 = (DChr‘𝑁)
dchrmhm.z	⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
dchrmhm.b	⊢ 𝐷 = (Base‘𝐺)
dchrn0.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑍)
dchrn0.u	⊢ 𝑈 = (Unit‘𝑍)
dchr1cl.o	⊢ 1 = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0))
dchrmullid.t	⊢ · = (+g‘𝐺)
dchrmullid.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
dchrmullid	⊢ (𝜑 → ( 1 · 𝑋) = 𝑋)

Distinct variable groups:   𝐵,𝑘   𝑈,𝑘   𝑘,𝑁   𝜑,𝑘   𝑘,𝑋   𝑘,𝑍

Allowed substitution hints:   𝐷(𝑘)   · (𝑘)   1 (𝑘)   𝐺(𝑘)

Proof of Theorem dchrmullid

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dchrmhm.g	. . 3 ⊢ 𝐺 = (DChr‘𝑁)
2		dchrmhm.z	. . 3 ⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
3		dchrmhm.b	. . 3 ⊢ 𝐷 = (Base‘𝐺)
4		dchrmullid.t	. . 3 ⊢ · = (+g‘𝐺)
5		dchrn0.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑍)
6		dchrn0.u	. . . 4 ⊢ 𝑈 = (Unit‘𝑍)
7		dchr1cl.o	. . . 4 ⊢ 1 = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0))
8		dchrmullid.x	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐷)
9	1, 3	dchrrcl 27530	. . . . 5 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐷 → 𝑁 ∈ ℕ)
10	8, 9	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
11	1, 2, 3, 5, 6, 7, 10	dchr1cl 27541	. . 3 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ 𝐷)
12	1, 2, 3, 4, 11, 8	dchrmul 27538	. 2 ⊢ (𝜑 → ( 1 · 𝑋) = ( 1 ∘f · 𝑋))
13		oveq1 7415	. . . . . 6 ⊢ (1 = if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) → (1 · (𝑋‘𝑘)) = (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)))
14	13	eqeq1d 2762	. . . . 5 ⊢ (1 = if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) → ((1 · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘) ↔ (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘)))
15		oveq1 7415	. . . . . 6 ⊢ (0 = if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) → (0 · (𝑋‘𝑘)) = (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)))
16	15	eqeq1d 2762	. . . . 5 ⊢ (0 = if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) → ((0 · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘) ↔ (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘)))
17	1, 2, 3, 5, 8	dchrf 27532	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑋:𝐵⟶ℂ)
18	17	ffvelcdmda 7072	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → (𝑋‘𝑘) ∈ ℂ)
19	18	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋‘𝑘) ∈ ℂ)
20	19	mullidd 11298	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (1 · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘))
21		0cn 11269	. . . . . . 7 ⊢ 0 ∈ ℂ
22	21	mul02i 11470	. . . . . 6 ⊢ (0 · 0) = 0
23	1, 2, 5, 6, 10, 3	dchrelbas2 27527	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∈ 𝐷 ↔ (𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)) ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘 ∈ 𝑈))))
24	8, 23	mpbid 235	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → (𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)) ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘 ∈ 𝑈)))
25	24	simprd 501	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘 ∈ 𝑈))
26	25	r19.21bi 3254	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → ((𝑋‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘 ∈ 𝑈))
27	26	necon1bd 2973	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → (¬ 𝑘 ∈ 𝑈 → (𝑋‘𝑘) = 0))
28	27	imp 412	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋‘𝑘) = 0)
29	28	oveq2d 7424	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝑈) → (0 · (𝑋‘𝑘)) = (0 · 0))
30	22, 29, 28	3eqtr4a 2821	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝑈) → (0 · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘))
31	14, 16, 20, 30	ifbothda 4520	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘))
32	31	mpteq2dva 5197	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘))) = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ (𝑋‘𝑘)))
33	5	fvexi 6887	. . . . 5 ⊢ 𝐵 ∈ V
34	33	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ V)
35		ax-1cn 11229	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℂ
36	35, 21	ifcli 4529	. . . . 5 ⊢ if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) ∈ ℂ
37	36	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) ∈ ℂ)
38	7	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 1 = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0)))
39	17	feqmptd 6941	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑋 = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ (𝑋‘𝑘)))
40	34, 37, 18, 38, 39	offval2 7696	. . 3 ⊢ (𝜑 → ( 1 ∘f · 𝑋) = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘))))
41	32, 40, 39	3eqtr4d 2805	. 2 ⊢ (𝜑 → ( 1 ∘f · 𝑋) = 𝑋)
42	12, 41	eqtrd 2795	1 ⊢ (𝜑 → ( 1 · 𝑋) = 𝑋)

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  Vcvv 3450  ifcif 4481   ↦ cmpt 5185  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408   ∘_f cof 7674  ℂcc 11169  0cc0 11171  1c1 11172   · cmul 11176  ℕcn 12304  Basecbs 17348  +_gcplusg 17389   MndHom cmhm 18937  mulGrpcmgp 20321  Unitcui 20546  ℂ_fldccnfld 21639  ℤ/nℤczn 21769  DChrcdchr 27522

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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7734  ax-cnex 11227  ax-resscn 11228  ax-1cn 11229  ax-icn 11230  ax-addcl 11231  ax-addrcl 11232  ax-mulcl 11233  ax-mulrcl 11234  ax-mulcom 11235  ax-addass 11236  ax-mulass 11237  ax-distr 11238  ax-i2m1 11239  ax-1ne0 11240  ax-1rid 11241  ax-rnegex 11242  ax-rrecex 11243  ax-cnre 11244  ax-pre-lttri 11245  ax-pre-lttrn 11246  ax-pre-ltadd 11247  ax-pre-mulgt0 11248  ax-addf 11250  ax-mulf 11251

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 2100  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-dif 3901  df-un 3903  df-in 3905  df-ss 3915  df-pss 3918  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4584  df-pr 4586  df-tp 4588  df-op 4590  df-uni 4867  df-int 4907  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5542  df-eprel 5547  df-po 5555  df-so 5556  df-fr 5600  df-we 5602  df-xp 5653  df-rel 5654  df-cnv 5655  df-co 5656  df-dm 5657  df-rn 5658  df-res 5659  df-ima 5660  df-pred 6293  df-ord 6354  df-on 6355  df-lim 6356  df-suc 6357  df-iota 6483  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-riota 7365  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7676  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-tpos 8221  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8454  df-er 8695  df-ec 8697  df-qs 8701  df-map 8827  df-en 8952  df-dom 8953  df-sdom 8954  df-fin 8955  df-sup 9412  df-inf 9413  df-pnf 11316  df-mnf 11317  df-xr 11318  df-ltxr 11319  df-le 11320  df-sub 11514  df-neg 11515  df-nn 12305  df-2 12374  df-3 12375  df-4 12376  df-5 12377  df-6 12378  df-7 12379  df-8 12380  df-9 12381  df-n0 12576  df-z 12663  df-dec 12784  df-uz 12935  df-fz 13609  df-struct 17286  df-sets 17303  df-slot 17321  df-ndx 17333  df-base 17349  df-ress 17370  df-plusg 17402  df-mulr 17403  df-starv 17404  df-sca 17405  df-vsca 17406  df-ip 17407  df-tset 17408  df-ple 17409  df-ds 17411  df-unif 17412  df-0g 17573  df-imas 17641  df-qus 17642  df-mgm 18777  df-sgrp 18869  df-mnd 18885  df-mhm 18939  df-grp 19108  df-minusg 19109  df-sbg 19110  df-subg 19294  df-nsg 19295  df-eqg 19296  df-cmn 19957  df-abl 19958  df-mgp 20322  df-rng 20336  df-ur 20369  df-ring 20422  df-cring 20423  df-oppr 20528  df-dvdsr 20548  df-unit 20549  df-subrng 20759  df-subrg 20783  df-lmod 21098  df-lss 21168  df-lsp 21208  df-sra 21409  df-rgmod 21410  df-lidl 21447  df-rsp 21448  df-2idl 21504  df-cnfld 21640  df-zring 21714  df-zn 21773  df-dchr 27523

This theorem is used by:  dchrabl  27544  dchr1  27547