MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  dchrptlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem dchrptlem3 27557
Description: Lemma for dchrpt 27558. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
dchrpt.g 𝐺 = (DChr‘𝑁)
dchrpt.z 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
dchrpt.d 𝐷 = (Base‘𝐺)
dchrpt.b 𝐵 = (Base‘𝑍)
dchrpt.1 1 = (1r‘𝑍)
dchrpt.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
dchrpt.n1 (𝜑 → 𝐴 ≠ 1 )
dchrpt.u 𝑈 = (Unit‘𝑍)
dchrpt.h 𝐻 = ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈)
dchrpt.m · = (.g‘𝐻)
dchrpt.s 𝑆 = (𝑘 ∈ dom 𝑊 ↦ ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛 · (𝑊‘𝑘))))
dchrpt.au (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑈)
dchrpt.w (𝜑 → 𝑊 ∈ Word 𝑈)
dchrpt.2 (𝜑 → 𝐻dom DProd 𝑆)
dchrpt.3 (𝜑 → (𝐻 DProd 𝑆) = 𝑈)
Assertion
Ref Expression
dchrptlem3 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝐴) ≠ 1)
Distinct variable groups:   𝑘,𝑛,𝑥, 1   𝐴,𝑘,𝑛,𝑥   𝑥,𝐵   𝑥,𝐺   𝑘,𝐻,𝑛,𝑥   𝑥,𝑁   𝑘,𝑊,𝑛,𝑥   · ,𝑘,𝑛,𝑥   𝑆,𝑘,𝑛,𝑥   𝑘,𝑍,𝑛,𝑥   𝑥,𝐷   𝜑,𝑘,𝑛,𝑥   𝑥,𝑈
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑘, 𝑛)   𝐷(𝑘, 𝑛)   𝑈(𝑘, 𝑛)   𝐺(𝑘, 𝑛)   𝑁(𝑘, 𝑛)

Proof of Theorem dchrptlem3
Dummy variables 𝑎 ℎ 𝑚 𝑢 𝑖 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dchrpt.n1 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ≠ 1 )
2 dchrpt.n . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
32nnnn0d 12637 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
4 dchrpt.z . . . . . . . . . . . 12 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
54zncrng 21812 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
63, 5syl 18 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑍 ∈ CRing)
7 crngring 20434 . . . . . . . . . 10 (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
86, 7syl 18 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑍 ∈ Ring)
9 dchrpt.u . . . . . . . . . 10 𝑈 = (Unit‘𝑍)
10 dchrpt.h . . . . . . . . . 10 𝐻 = ((mulGrp‘𝑍) ↾s 𝑈)
119, 10unitgrp 20575 . . . . . . . . 9 (𝑍 ∈ Ring → 𝐻 ∈ Grp)
128, 11syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐻 ∈ Grp)
1312grpmndd 19119 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐻 ∈ Mnd)
14 dchrpt.w . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑊 ∈ Word 𝑈)
1514dmexd 7898 . . . . . . 7 (𝜑 → dom 𝑊 ∈ V)
16 eqid 2760 . . . . . . . 8 (0g‘𝐻) = (0g‘𝐻)
1716gsumz 18994 . . . . . . 7 ((𝐻 ∈ Mnd ∧ dom 𝑊 ∈ V) → (𝐻 Σg (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ (0g‘𝐻))) = (0g‘𝐻))
1813, 15, 17syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐻 Σg (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ (0g‘𝐻))) = (0g‘𝐻))
19 dchrpt.1 . . . . . . . . . 10 1 = (1r‘𝑍)
209, 10, 19unitgrpid 20577 . . . . . . . . 9 (𝑍 ∈ Ring → 1 = (0g‘𝐻))
218, 20syl 18 . . . . . . . 8 (𝜑 → 1 = (0g‘𝐻))
2221mpteq2dv 5198 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 ) = (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ (0g‘𝐻)))
2322oveq2d 7424 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐻 Σg (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 )) = (𝐻 Σg (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ (0g‘𝐻))))
2418, 23, 213eqtr4d 2805 . . . . 5 (𝜑 → (𝐻 Σg (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 )) = 1 )
251, 24neeqtrrd 3029 . . . 4 (𝜑 → 𝐴 ≠ (𝐻 Σg (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 )))
26 dchrpt.2 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐻dom DProd 𝑆)
27 zex 12672 . . . . . . . . . 10 ℤ ∈ V
2827mptex 7217 . . . . . . . . 9 (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛 · (𝑊‘𝑘))) ∈ V
2928rnex 7905 . . . . . . . 8 ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛 · (𝑊‘𝑘))) ∈ V
30 dchrpt.s . . . . . . . 8 𝑆 = (𝑘 ∈ dom 𝑊 ↦ ran (𝑛 ∈ ℤ ↦ (𝑛 · (𝑊‘𝑘))))
3129, 30dmmpti 6671 . . . . . . 7 dom 𝑆 = dom 𝑊
3231a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → dom 𝑆 = dom 𝑊)
33 eqid 2760 . . . . . 6 (𝐻dProj𝑆) = (𝐻dProj𝑆)
34 dchrpt.au . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑈)
35 dchrpt.3 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻 DProd 𝑆) = 𝑈)
3634, 35eleqtrrd 2863 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐻 DProd 𝑆))
37 eqid 2760 . . . . . 6 {ℎ ∈ X𝑖 ∈ dom 𝑊(𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐻)} = {ℎ ∈ X𝑖 ∈ dom 𝑊(𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐻)}
3821adantr 486 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ dom 𝑊) → 1 = (0g‘𝐻))
3926, 32dprdf2 20185 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → 𝑆:dom 𝑊⟶(SubGrp‘𝐻))
4039ffvelcdmda 7072 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ dom 𝑊) → (𝑆‘𝑎) ∈ (SubGrp‘𝐻))
4116subg0cl 19306 . . . . . . . . 9 ((𝑆‘𝑎) ∈ (SubGrp‘𝐻) → (0g‘𝐻) ∈ (𝑆‘𝑎))
4240, 41syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ dom 𝑊) → (0g‘𝐻) ∈ (𝑆‘𝑎))
4338, 42eqeltrd 2860 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ dom 𝑊) → 1 ∈ (𝑆‘𝑎))
4419fvexi 6887 . . . . . . . . . 10 1 ∈ V
4544a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 1 ∈ V)
4615, 45fczfsuppd 9356 . . . . . . . 8 (𝜑 → (dom 𝑊 × { 1 }) finSupp 1 )
47 fconstmpt 5709 . . . . . . . . . 10 (dom 𝑊 × { 1 }) = (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 )
4847eqcomi 2769 . . . . . . . . 9 (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 ) = (dom 𝑊 × { 1 })
4948a1i 11 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 ) = (dom 𝑊 × { 1 }))
5021eqcomd 2766 . . . . . . . 8 (𝜑 → (0g‘𝐻) = 1 )
5146, 49, 503brtr4d 5136 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 ) finSupp (0g‘𝐻))
5237, 26, 32, 43, 51dprdwd 20189 . . . . . 6 (𝜑 → (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 ) ∈ {ℎ ∈ X𝑖 ∈ dom 𝑊(𝑆‘𝑖) ∣ ℎ finSupp (0g‘𝐻)})
5326, 32, 33, 36, 16, 37, 52dpjeq 20237 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 = (𝐻 Σg (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 )) ↔ ∀𝑎 ∈ dom 𝑊(((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 ))
5453necon3abid 2991 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 ≠ (𝐻 Σg (𝑎 ∈ dom 𝑊 ↦ 1 )) ↔ ¬ ∀𝑎 ∈ dom 𝑊(((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 ))
5525, 54mpbid 235 . . 3 (𝜑 → ¬ ∀𝑎 ∈ dom 𝑊(((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 )
56 rexnal 3114 . . 3 (∃𝑎 ∈ dom 𝑊 ¬ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 ↔ ¬ ∀𝑎 ∈ dom 𝑊(((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 )
5755, 56sylibr 237 . 2 (𝜑 → ∃𝑎 ∈ dom 𝑊 ¬ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 )
58 df-ne 2956 . . . 4 ((((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 ↔ ¬ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 )
59 dchrpt.g . . . . . 6 𝐺 = (DChr‘𝑁)
60 dchrpt.d . . . . . 6 𝐷 = (Base‘𝐺)
61 dchrpt.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝑍)
622adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → 𝑁 ∈ ℕ)
631adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → 𝐴 ≠ 1 )
64 dchrpt.m . . . . . 6 · = (.g‘𝐻)
6534adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → 𝐴 ∈ 𝑈)
6614adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → 𝑊 ∈ Word 𝑈)
6726adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → 𝐻dom DProd 𝑆)
6835adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → (𝐻 DProd 𝑆) = 𝑈)
69 eqid 2760 . . . . . 6 (od‘𝐻) = (od‘𝐻)
70 eqid 2760 . . . . . 6 (-1↑𝑐(2 / ((od‘𝐻)‘(𝑊‘𝑎)))) = (-1↑𝑐(2 / ((od‘𝐻)‘(𝑊‘𝑎))))
71 simprl 783 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → 𝑎 ∈ dom 𝑊)
72 simprr 785 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )
73 eqid 2760 . . . . . 6 (𝑢 ∈ 𝑈 ↦ (℩ℎ∃𝑚 ∈ ℤ ((((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝑢) = (𝑚 · (𝑊‘𝑎)) ∧ ℎ = ((-1↑𝑐(2 / ((od‘𝐻)‘(𝑊‘𝑎))))↑𝑚)))) = (𝑢 ∈ 𝑈 ↦ (℩ℎ∃𝑚 ∈ ℤ ((((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝑢) = (𝑚 · (𝑊‘𝑎)) ∧ ℎ = ((-1↑𝑐(2 / ((od‘𝐻)‘(𝑊‘𝑎))))↑𝑚))))
7459, 4, 60, 61, 19, 62, 63, 9, 10, 64, 30, 65, 66, 67, 68, 33, 69, 70, 71, 72, 73dchrptlem2 27556 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑎 ∈ dom 𝑊 ∧ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 )) → ∃𝑥 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝐴) ≠ 1)
7574expr 462 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ dom 𝑊) → ((((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) ≠ 1 → ∃𝑥 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝐴) ≠ 1))
7658, 75biimtrrid 246 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ dom 𝑊) → (¬ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 → ∃𝑥 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝐴) ≠ 1))
7776rexlimdva 3163 . 2 (𝜑 → (∃𝑎 ∈ dom 𝑊 ¬ (((𝐻dProj𝑆)‘𝑎)‘𝐴) = 1 → ∃𝑥 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝐴) ≠ 1))
7857, 77mpd 16 1 (𝜑 → ∃𝑥 ∈ 𝐷 (𝑥‘𝐴) ≠ 1)
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  ∃wrex 3086  {crab 3412  Vcvv 3450  {csn 4583   class class class wbr 5102   ↦ cmpt 5185   × cxp 5645  dom cdm 5647  ran crn 5648  ℩cio 6481  ‘cfv 6527  (class class class)co 7408  Xcixp 8903   finSupp cfsupp 9331  1c1 11173  -cneg 11514   / cdiv 11943  ℕcn 12305  2c2 12367  ℕ0cn0 12576  ℤcz 12663  ↑cexp 14173  Word cword 14626  Basecbs 17349   ↾s cress 17370  0gc0g 17572   Σg cgsu 17573  Mndcmnd 18885  Grpcgrp 19106  .gcmg 19239  SubGrpcsubg 19292  odcod 19700   DProd cdprd 20171  dProjcdpj 20172  mulGrpcmgp 20322  1rcur 20369  Ringcrg 20421  CRingccrg 20422  Unitcui 20547  ℤ/nℤczn 21770  ↑𝑐ccxp 26847  DChrcdchr 27523
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-inf2 9620  ax-cnex 11228  ax-resscn 11229  ax-1cn 11230  ax-icn 11231  ax-addcl 11232  ax-addrcl 11233  ax-mulcl 11234  ax-mulrcl 11235  ax-mulcom 11236  ax-addass 11237  ax-mulass 11238  ax-distr 11239  ax-i2m1 11240  ax-1ne0 11241  ax-1rid 11242  ax-rnegex 11243  ax-rrecex 11244  ax-cnre 11245  ax-pre-lttri 11246  ax-pre-lttrn 11247  ax-pre-ltadd 11248  ax-pre-mulgt0 11249  ax-pre-sup 11250  ax-addf 11251  ax-mulf 11252
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-iin 4953  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-se 5601  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-isom 6536  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-supp 8156  df-tpos 8221  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8454  df-2o 8455  df-oadd 8458  df-omul 8459  df-er 8695  df-ec 8697  df-qs 8701  df-map 8827  df-pm 8828  df-ixp 8904  df-en 8952  df-dom 8953  df-sdom 8954  df-fin 8955  df-fsupp 9332  df-fi 9381  df-sup 9412  df-inf 9413  df-oi 9482  df-card 9992  df-acn 9995  df-pnf 11317  df-mnf 11318  df-xr 11319  df-ltxr 11320  df-le 11321  df-sub 11515  df-neg 11516  df-div 11944  df-nn 12306  df-2 12375  df-3 12376  df-4 12377  df-5 12378  df-6 12379  df-7 12380  df-8 12381  df-9 12382  df-n0 12577  df-z 12664  df-dec 12785  df-uz 12936  df-q 13046  df-rp 13091  df-xneg 13211  df-xadd 13212  df-xmul 13213  df-ioo 13450  df-ioc 13451  df-ico 13452  df-icc 13453  df-fz 13610  df-fzo 13758  df-fl 13901  df-mod 13979  df-seq 14114  df-exp 14174  df-fac 14386  df-bc 14415  df-hash 14443  df-word 14627  df-shft 15188  df-cj 15234  df-re 15235  df-im 15236  df-sqrt 15370  df-abs 15371  df-limsup 15606  df-clim 15623  df-rlim 15624  df-sum 15822  df-ef 16201  df-sin 16203  df-cos 16204  df-pi 16206  df-dvds 16391  df-struct 17287  df-sets 17304  df-slot 17322  df-ndx 17334  df-base 17350  df-ress 17371  df-plusg 17403  df-mulr 17404  df-starv 17405  df-sca 17406  df-vsca 17407  df-ip 17408  df-tset 17409  df-ple 17410  df-ds 17412  df-unif 17413  df-hom 17414  df-cco 17415  df-rest 17555  df-topn 17556  df-0g 17574  df-gsum 17575  df-topgen 17576  df-pt 17577  df-prds 17580  df-xrs 17636  df-qtop 17641  df-imas 17642  df-qus 17643  df-xps 17644  df-mre 17718  df-mrc 17719  df-acs 17721  df-mgm 18778  df-sgrp 18870  df-mnd 18886  df-mhm 18940  df-submnd 18941  df-grp 19109  df-minusg 19110  df-sbg 19111  df-mulg 19240  df-subg 19295  df-nsg 19296  df-eqg 19297  df-ghm 19390  df-gim 19435  df-cntz 19493  df-oppg 19522  df-od 19704  df-lsm 19812  df-pj1 19813  df-cmn 19958  df-abl 19959  df-dprd 20173  df-dpj 20174  df-mgp 20323  df-rng 20337  df-ur 20370  df-ring 20423  df-cring 20424  df-oppr 20529  df-dvdsr 20549  df-unit 20550  df-rhm 20664  df-subrng 20760  df-subrg 20784  df-lmod 21099  df-lss 21169  df-lsp 21209  df-sra 21410  df-rgmod 21411  df-lidl 21448  df-rsp 21449  df-2idl 21505  df-psmet 21632  df-xmet 21633  df-met 21634  df-bl 21635  df-mopn 21636  df-fbas 21637  df-fg 21638  df-cnfld 21641  df-zring 21715  df-zrh 21771  df-zn 21774  df-top 23174  df-topon 23191  df-topsp 23213  df-bases 23226  df-cld 23299  df-ntr 23300  df-cls 23301  df-nei 23378  df-lp 23416  df-perf 23417  df-cn 23507  df-cnp 23508  df-haus 23595  df-tx 23843  df-hmeo 24036  df-fil 24127  df-fm 24219  df-flim 24220  df-flf 24221  df-xms 24601  df-ms 24602  df-tms 24603  df-cncf 25161  df-limc 26148  df-dv 26149  df-log 26848  df-cxp 26849  df-dchr 27524
This theorem is used by:  dchrpt  27558
  Copyright terms: Public domain W3C validator