Theorem dchrzrhmul 26738

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 26732	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐷 → 𝑁 ∈ ℕ)
5	1, 4	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6	5	nnnn0d 12528	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
7		dchrmhm.z	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
8	7	zncrng 21091	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
9	6, 8	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ CRing)
10		crngring 20061	. . . . . 6 ⊢ (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
11	9, 10	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ Ring)
12		dchrelbas4.l	. . . . . 6 ⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
13	12	zrhrhm 21052	. . . . 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 21015	. . . . 5 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
18		zringmulr 21018	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘ℤring)
19		eqid 2732	. . . . 5 ⊢ (.r‘𝑍) = (.r‘𝑍)
20	17, 18, 19	rhmmul 20256	. . . 4 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝐴 · 𝐶)) = ((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶)))
21	14, 15, 16, 20	syl3anc 1371	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘(𝐴 · 𝐶)) = ((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶)))
22	21	fveq2d 6892	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))))
23	2, 7, 3	dchrmhm 26733	. . . 4 ⊢ 𝐷 ⊆ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld))
24	23, 1	sselid 3979	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)))
25		eqid 2732	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
26	17, 25	rhmf 20255	. . . . 5 ⊢ (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
27	14, 26	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
28	27, 15	ffvelcdmd 7084	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐴) ∈ (Base‘𝑍))
29	27, 16	ffvelcdmd 7084	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐶) ∈ (Base‘𝑍))
30		eqid 2732	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘𝑍) = (mulGrp‘𝑍)
31	30, 25	mgpbas 19987	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘(mulGrp‘𝑍))
32	30, 19	mgpplusg 19985	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑍) = (+g‘(mulGrp‘𝑍))
33		eqid 2732	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘ℂfld) = (mulGrp‘ℂfld)
34		cnfldmul 20942	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘ℂfld)
35	33, 34	mgpplusg 19985	. . . 4 ⊢ · = (+g‘(mulGrp‘ℂfld))
36	31, 32, 35	mhmlin 18675	. . 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 1371	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))
38	22, 37	eqtrd 2772	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  ⟶wf 6536  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405   · cmul 11111  ℕcn 12208  ℕ₀cn0 12468  ℤcz 12554  Basecbs 17140  ._rcmulr 17194   MndHom cmhm 18665  mulGrpcmgp 19981  Ringcrg 20049  CRingccrg 20050   RingHom crh 20240  ℂ_fldccnfld 20936  ℤ_ringczring 21009  ℤRHomczrh 21040  ℤ/nℤczn 21043  DChrcdchr 26724

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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-addf 11185  ax-mulf 11186

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-tpos 8207  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-ec 8701  df-qs 8705  df-map 8818  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-sup 9433  df-inf 9434  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-fz 13481  df-seq 13963  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-0g 17383  df-imas 17450  df-qus 17451  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-mhm 18667  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-mulg 18945  df-subg 18997  df-nsg 18998  df-eqg 18999  df-ghm 19084  df-cmn 19644  df-abl 19645  df-mgp 19982  df-ur 19999  df-ring 20051  df-cring 20052  df-oppr 20142  df-rnghom 20243  df-subrg 20353  df-lmod 20465  df-lss 20535  df-lsp 20575  df-sra 20777  df-rgmod 20778  df-lidl 20779  df-rsp 20780  df-2idl 20849  df-cnfld 20937  df-zring 21010  df-zrh 21044  df-zn 21047  df-dchr 26725

This theorem is referenced by:  dchrmusum2  26986  dchrvmasumlem1  26987  dchrvmasum2lem  26988  dchrisum0fmul  26998