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

Theorem dchrmullid 27609
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
StepHypRef 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)
91, 3dchrrcl 27597 . . . . 5 (𝑋 ∈ 𝐷 → 𝑁 ∈ ℕ)
108, 9syl 18 . . . 4 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
111, 2, 3, 5, 6, 7, 10dchr1cl 27608 . . 3 (𝜑 → 1 ∈ 𝐷)
121, 2, 3, 4, 11, 8dchrmul 27605 . 2 (𝜑 → ( 1 · 𝑋) = ( 1 ∘f · 𝑋))
13 oveq1 7450 . . . . . 6 (1 = if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) → (1 · (𝑋‘𝑘)) = (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)))
1413eqeq1d 2765 . . . . 5 (1 = if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) → ((1 · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘) ↔ (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘)))
15 oveq1 7450 . . . . . 6 (0 = if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) → (0 · (𝑋‘𝑘)) = (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)))
1615eqeq1d 2765 . . . . 5 (0 = if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) → ((0 · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘) ↔ (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘)))
171, 2, 3, 5, 8dchrf 27599 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑋:𝐵⟶ℂ)
1817ffvelcdmda 7108 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → (𝑋‘𝑘) ∈ ℂ)
1918adantr 486 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋‘𝑘) ∈ ℂ)
2019mullidd 11354 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ 𝑘 ∈ 𝑈) → (1 · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘))
21 0cn 11325 . . . . . . 7 0 ∈ ℂ
2221mul02i 11526 . . . . . 6 (0 · 0) = 0
231, 2, 5, 6, 10, 3dchrelbas2 27594 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑋 ∈ 𝐷 ↔ (𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)) ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘 ∈ 𝑈))))
248, 23mpbid 235 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)) ∧ ∀𝑘 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘 ∈ 𝑈)))
2524simprd 501 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑘 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘 ∈ 𝑈))
2625r19.21bi 3258 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → ((𝑋‘𝑘) ≠ 0 → 𝑘 ∈ 𝑈))
2726necon1bd 2977 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → (¬ 𝑘 ∈ 𝑈 → (𝑋‘𝑘) = 0))
2827imp 412 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝑈) → (𝑋‘𝑘) = 0)
2928oveq2d 7459 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝑈) → (0 · (𝑋‘𝑘)) = (0 · 0))
3022, 29, 283eqtr4a 2824 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) ∧ ¬ 𝑘 ∈ 𝑈) → (0 · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘))
3114, 16, 20, 30ifbothda 4524 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘)) = (𝑋‘𝑘))
3231mpteq2dva 5201 . . 3 (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘))) = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ (𝑋‘𝑘)))
335fvexi 6922 . . . . 5 𝐵 ∈ V
3433a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 𝐵 ∈ V)
35 ax-1cn 11285 . . . . . 6 1 ∈ ℂ
3635, 21ifcli 4533 . . . . 5 if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) ∈ ℂ
3736a1i 11 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑘 ∈ 𝐵) → if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) ∈ ℂ)
387a1i 11 . . . 4 (𝜑 → 1 = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0)))
3917feqmptd 6976 . . . 4 (𝜑 → 𝑋 = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ (𝑋‘𝑘)))
4034, 37, 18, 38, 39offval2 7737 . . 3 (𝜑 → ( 1 ∘f · 𝑋) = (𝑘 ∈ 𝐵 ↦ (if(𝑘 ∈ 𝑈, 1, 0) · (𝑋‘𝑘))))
4132, 40, 393eqtr4d 2808 . 2 (𝜑 → ( 1 ∘f · 𝑋) = 𝑋)
4212, 41eqtrd 2798 1 (𝜑 → ( 1 · 𝑋) = 𝑋)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  Vcvv 3454  ifcif 4485   ↦ cmpt 5189  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443   ∘f cof 7715  ℂcc 11225  0cc0 11227  1c1 11228   · cmul 11232  ℕcn 12362  Basecbs 17416  +gcplusg 17457   MndHom cmhm 19005  mulGrpcmgp 20390  Unitcui 20615  ℂfldccnfld 21708  ℤ/nℤczn 21838  DChrcdchr 27589
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 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304  ax-addf 11306  ax-mulf 11307
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-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-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 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-tpos 8271  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-er 8745  df-ec 8747  df-qs 8751  df-map 8877  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-sup 9461  df-inf 9462  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-fz 13667  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-starv 17472  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-unif 17480  df-0g 17641  df-imas 17709  df-qus 17710  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-mhm 19007  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-sbg 19178  df-subg 19362  df-nsg 19363  df-eqg 19364  df-cmn 20026  df-abl 20027  df-mgp 20391  df-rng 20405  df-ur 20438  df-ring 20491  df-cring 20492  df-oppr 20597  df-dvdsr 20617  df-unit 20618  df-subrng 20828  df-subrg 20852  df-lmod 21167  df-lss 21237  df-lsp 21277  df-sra 21478  df-rgmod 21479  df-lidl 21516  df-rsp 21517  df-2idl 21573  df-cnfld 21709  df-zring 21783  df-zn 21842  df-dchr 27590
This theorem is used by:  dchrabl  27611  dchr1  27614
  Copyright terms: Public domain W3C validator