Theorem dchrzrhmul 27573

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 27567	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐷 → 𝑁 ∈ ℕ)
5	1, 4	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6	5	nnnn0d 12667	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
7		dchrmhm.z	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
8	7	zncrng 21850	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
9	6, 8	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ CRing)
10		crngring 20472	. . . . . 6 ⊢ (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
11	9, 10	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ Ring)
12		dchrelbas4.l	. . . . . 6 ⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
13	12	zrhrhm 21817	. . . . 5 ⊢ (𝑍 ∈ Ring → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
14	11, 13	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
15		dchrzrh1.a	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ ℤ)
16		dchrzrh1.c	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ ℤ)
17		zringbas 21759	. . . . 5 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
18		zringmulr 21763	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘ℤring)
19		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (.r‘𝑍) = (.r‘𝑍)
20	17, 18, 19	rhmmul 20720	. . . 4 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝐴 · 𝐶)) = ((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶)))
21	14, 15, 16, 20	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘(𝐴 · 𝐶)) = ((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶)))
22	21	fveq2d 6889	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))))
23	2, 7, 3	dchrmhm 27568	. . . 4 ⊢ 𝐷 ⊆ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld))
24	23, 1	sselid 3906	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)))
25		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
26	17, 25	rhmf 20715	. . . . 5 ⊢ (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
27	14, 26	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
28	27, 15	ffvelcdmd 7085	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐴) ∈ (Base‘𝑍))
29	27, 16	ffvelcdmd 7085	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐶) ∈ (Base‘𝑍))
30		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘𝑍) = (mulGrp‘𝑍)
31	30, 25	mgpbas 20365	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘(mulGrp‘𝑍))
32	30, 19	mgpplusg 20364	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑍) = (+g‘(mulGrp‘𝑍))
33		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘ℂfld) = (mulGrp‘ℂfld)
34		cnfldmul 21686	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘ℂfld)
35	33, 34	mgpplusg 20364	. . . 4 ⊢ · = (+g‘(mulGrp‘ℂfld))
36	31, 32, 35	mhmlin 18988	. . 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 1398	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))
38	22, 37	eqtrd 2795	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   · cmul 11205  ℕcn 12335  ℕ₀cn0 12606  ℤcz 12693  Basecbs 17387  ._rcmulr 17429   MndHom cmhm 18976  mulGrpcmgp 20360  Ringcrg 20459  CRingccrg 20460   RingHom crh 20699  ℂ_fldccnfld 21678  ℤ_ringczring 21752  ℤRHomczrh 21805  ℤ/nℤczn 21808  DChrcdchr 27559

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-addf 11279  ax-mulf 11280

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  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-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  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 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-tpos 8243  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-er 8717  df-ec 8719  df-qs 8723  df-map 8849  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-sup 9434  df-inf 9435  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-fz 13640  df-seq 14145  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-0g 17612  df-imas 17680  df-qus 17681  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-nsg 19334  df-eqg 19335  df-ghm 19428  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-oppr 20567  df-rhm 20702  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-lsp 21247  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-lidl 21486  df-rsp 21487  df-2idl 21543  df-cnfld 21679  df-zring 21753  df-zrh 21809  df-zn 21812  df-dchr 27560

This theorem is used by:  dchrmusum2  27821  dchrvmasumlem1  27822  dchrvmasum2lem  27823  dchrisum0fmul  27833