Theorem dchrzrhmul 27317

Description: A Dirichlet character is completely multiplicative. (Contributed by Mario Carneiro, 4-May-2016.)

Hypotheses

Ref	Expression
dchrmhm.g	⊢ 𝐺 = (DChr‘𝑁)
dchrmhm.z	⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
dchrmhm.b	⊢ 𝐷 = (Base‘𝐺)
dchrelbas4.l	⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
dchrzrh1.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐷)
dchrzrh1.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
dchrzrh1.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)

Assertion

Ref	Expression
dchrzrhmul	⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))

Proof of Theorem dchrzrhmul

Step	Hyp	Ref	Expression
1		dchrzrh1.x	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐷)
2		dchrmhm.g	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐺 = (DChr‘𝑁)
3		dchrmhm.b	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐷 = (Base‘𝐺)
4	2, 3	dchrrcl 27311	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐷 → 𝑁 ∈ ℕ)
5	1, 4	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6	5	nnnn0d 12552	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
7		dchrmhm.z	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
8	7	zncrng 21603	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
9	6, 8	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ CRing)
10		crngring 20305	. . . . . 6 ⊢ (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
11	9, 10	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ Ring)
12		dchrelbas4.l	. . . . . 6 ⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
13	12	zrhrhm 21570	. . . . 5 ⊢ (𝑍 ∈ Ring → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
14	11, 13	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
15		dchrzrh1.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
16		dchrzrh1.c	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
17		zringbas 21512	. . . . 5 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
18		zringmulr 21516	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘ℤring)
19		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (.r‘𝑍) = (.r‘𝑍)
20	17, 18, 19	rhmmul 20545	. . . 4 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝐴 · 𝐶)) = ((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶)))
21	14, 15, 16, 20	syl3anc 1392	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘(𝐴 · 𝐶)) = ((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶)))
22	21	fveq2d 6871	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))))
23	2, 7, 3	dchrmhm 27312	. . . 4 ⊢ 𝐷 ⊆ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld))
24	23, 1	sselid 3935	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)))
25		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
26	17, 25	rhmf 20543	. . . . 5 ⊢ (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
27	14, 26	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
28	27, 15	ffvelcdmd 7066	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐴) ∈ (Base‘𝑍))
29	27, 16	ffvelcdmd 7066	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐶) ∈ (Base‘𝑍))
30		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘𝑍) = (mulGrp‘𝑍)
31	30, 25	mgpbas 20201	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘(mulGrp‘𝑍))
32	30, 19	mgpplusg 20200	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑍) = (+g‘(mulGrp‘𝑍))
33		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘ℂfld) = (mulGrp‘ℂfld)
34		cnfldmul 21439	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘ℂfld)
35	33, 34	mgpplusg 20200	. . . 4 ⊢ · = (+g‘(mulGrp‘ℂfld))
36	31, 32, 35	mhmlin 18837	. . 3 ⊢ ((𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)) ∧ (𝐿‘𝐴) ∈ (Base‘𝑍) ∧ (𝐿‘𝐶) ∈ (Base‘𝑍)) → (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))
37	24, 28, 29, 36	syl3anc 1392	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))
38	22, 37	eqtrd 2798	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1561   ∈ wcel 2143  ⟶wf 6517  ‘cfv 6521  (class class class)co 7396   · cmul 11089  ℕcn 12220  ℕ₀cn0 12491  ℤcz 12578  Basecbs 17255  ._rcmulr 17297   MndHom cmhm 18825  mulGrpcmgp 20196  Ringcrg 20293  CRingccrg 20294   RingHom crh 20528  ℂ_fldccnfld 21431  ℤ_ringczring 21505  ℤRHomczrh 21558  ℤ/nℤczn 21561  DChrcdchr 27303

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1816  ax-4 1830  ax-5 1931  ax-6 1988  ax-7 2029  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5228  ax-sep 5247  ax-nul 5257  ax-pow 5323  ax-pr 5391  ax-un 7718  ax-cnex 11140  ax-resscn 11141  ax-1cn 11142  ax-icn 11143  ax-addcl 11144  ax-addrcl 11145  ax-mulcl 11146  ax-mulrcl 11147  ax-mulcom 11148  ax-addass 11149  ax-mulass 11150  ax-distr 11151  ax-i2m1 11152  ax-1ne0 11153  ax-1rid 11154  ax-rnegex 11155  ax-rrecex 11156  ax-cnre 11157  ax-pre-lttri 11158  ax-pre-lttrn 11159  ax-pre-ltadd 11160  ax-pre-mulgt0 11161  ax-addf 11163  ax-mulf 11164

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1100  df-3an 1101  df-tru 1564  df-fal 1574  df-ex 1801  df-nf 1805  df-sb 2092  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  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 5102  df-opab 5164  df-mpt 5183  df-tr 5209  df-id 5543  df-eprel 5548  df-po 5556  df-so 5557  df-fr 5601  df-we 5603  df-xp 5654  df-rel 5655  df-cnv 5656  df-co 5657  df-dm 5658  df-rn 5659  df-res 5660  df-ima 5661  df-pred 6288  df-ord 6349  df-on 6350  df-lim 6351  df-suc 6352  df-iota 6477  df-fun 6523  df-fn 6524  df-f 6525  df-f1 6526  df-fo 6527  df-f1o 6528  df-fv 6529  df-riota 7353  df-ov 7399  df-oprab 7400  df-mpo 7401  df-om 7847  df-1st 7970  df-2nd 7971  df-tpos 8206  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8342  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-er 8678  df-ec 8680  df-qs 8684  df-map 8810  df-en 8928  df-dom 8929  df-sdom 8930  df-fin 8931  df-sup 9386  df-inf 9387  df-pnf 11229  df-mnf 11230  df-xr 11231  df-ltxr 11232  df-le 11233  df-sub 11427  df-neg 11428  df-nn 12221  df-2 12290  df-3 12291  df-4 12292  df-5 12293  df-6 12294  df-7 12295  df-8 12296  df-9 12297  df-n0 12492  df-z 12579  df-dec 12699  df-uz 12850  df-fz 13523  df-seq 14025  df-struct 17193  df-sets 17210  df-slot 17228  df-ndx 17240  df-base 17256  df-ress 17277  df-plusg 17309  df-mulr 17310  df-starv 17311  df-sca 17312  df-vsca 17313  df-ip 17314  df-tset 17315  df-ple 17316  df-ds 17318  df-unif 17319  df-0g 17480  df-imas 17548  df-qus 17549  df-mgm 18684  df-sgrp 18763  df-mnd 18779  df-mhm 18827  df-grp 18988  df-minusg 18989  df-sbg 18990  df-mulg 19120  df-subg 19175  df-nsg 19176  df-eqg 19177  df-ghm 19264  df-cmn 19832  df-abl 19833  df-mgp 20197  df-rng 20209  df-ur 20242  df-ring 20295  df-cring 20296  df-oppr 20396  df-rhm 20531  df-subrng 20606  df-subrg 20630  df-lmod 20936  df-lss 21006  df-lsp 21046  df-sra 21247  df-rgmod 21248  df-lidl 21285  df-rsp 21286  df-2idl 21327  df-cnfld 21432  df-zring 21506  df-zrh 21562  df-zn 21565  df-dchr 27304

This theorem is referenced by:  dchrmusum2  27565  dchrvmasumlem1  27566  dchrvmasum2lem  27567  dchrisum0fmul  27577