Theorem dchrzrhmul 25323

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 25317	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐷 → 𝑁 ∈ ℕ)
5	1, 4	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ)
6	5	nnnn0d 11640	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
7		dchrmhm.z	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
8	7	zncrng 20214	. . . . . . 7 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
9	6, 8	syl 17	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ CRing)
10		crngring 18874	. . . . . 6 ⊢ (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
11	9, 10	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ Ring)
12		dchrelbas4.l	. . . . . 6 ⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
13	12	zrhrhm 20182	. . . . 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 20146	. . . . 5 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
18		zringmulr 20149	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘ℤring)
19		eqid 2799	. . . . 5 ⊢ (.r‘𝑍) = (.r‘𝑍)
20	17, 18, 19	rhmmul 19045	. . . 4 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝐴 · 𝐶)) = ((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶)))
21	14, 15, 16, 20	syl3anc 1491	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘(𝐴 · 𝐶)) = ((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶)))
22	21	fveq2d 6415	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))))
23	2, 7, 3	dchrmhm 25318	. . . 4 ⊢ 𝐷 ⊆ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld))
24	23, 1	sseldi 3796	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ ((mulGrp‘𝑍) MndHom (mulGrp‘ℂfld)))
25		eqid 2799	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
26	17, 25	rhmf 19044	. . . . 5 ⊢ (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
27	14, 26	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑍))
28	27, 15	ffvelrnd 6586	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐴) ∈ (Base‘𝑍))
29	27, 16	ffvelrnd 6586	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝐶) ∈ (Base‘𝑍))
30		eqid 2799	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘𝑍) = (mulGrp‘𝑍)
31	30, 25	mgpbas 18811	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘(mulGrp‘𝑍))
32	30, 19	mgpplusg 18809	. . . 4 ⊢ (.r‘𝑍) = (+g‘(mulGrp‘𝑍))
33		eqid 2799	. . . . 5 ⊢ (mulGrp‘ℂfld) = (mulGrp‘ℂfld)
34		cnfldmul 20074	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘ℂfld)
35	33, 34	mgpplusg 18809	. . . 4 ⊢ · = (+g‘(mulGrp‘ℂfld))
36	31, 32, 35	mhmlin 17657	. . 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 1491	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘((𝐿‘𝐴)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))
38	22, 37	eqtrd 2833	1 ⊢ (𝜑 → (𝑋‘(𝐿‘(𝐴 · 𝐶))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝐴)) · (𝑋‘(𝐿‘𝐶))))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1653   ∈ wcel 2157  ⟶wf 6097  ‘cfv 6101  (class class class)co 6878   · cmul 10229  ℕcn 11312  ℕ₀cn0 11580  ℤcz 11666  Basecbs 16184  ._rcmulr 16268   MndHom cmhm 17648  mulGrpcmgp 18805  Ringcrg 18863  CRingccrg 18864   RingHom crh 19030  ℂ_fldccnfld 20068  ℤ_ringzring 20140  ℤRHomczrh 20170  ℤ/nℤczn 20173  DChrcdchr 25309

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1891  ax-4 1905  ax-5 2006  ax-6 2072  ax-7 2107  ax-8 2159  ax-9 2166  ax-10 2185  ax-11 2200  ax-12 2213  ax-13 2377  ax-ext 2777  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5097  ax-un 7183  ax-inf2 8788  ax-cnex 10280  ax-resscn 10281  ax-1cn 10282  ax-icn 10283  ax-addcl 10284  ax-addrcl 10285  ax-mulcl 10286  ax-mulrcl 10287  ax-mulcom 10288  ax-addass 10289  ax-mulass 10290  ax-distr 10291  ax-i2m1 10292  ax-1ne0 10293  ax-1rid 10294  ax-rnegex 10295  ax-rrecex 10296  ax-cnre 10297  ax-pre-lttri 10298  ax-pre-lttrn 10299  ax-pre-ltadd 10300  ax-pre-mulgt0 10301  ax-addf 10303  ax-mulf 10304

This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 386  df-or 875  df-3or 1109  df-3an 1110  df-tru 1657  df-ex 1876  df-nf 1880  df-sb 2065  df-mo 2591  df-eu 2609  df-clab 2786  df-cleq 2792  df-clel 2795  df-nfc 2930  df-ne 2972  df-nel 3075  df-ral 3094  df-rex 3095  df-reu 3096  df-rmo 3097  df-rab 3098  df-v 3387  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4116  df-if 4278  df-pw 4351  df-sn 4369  df-pr 4371  df-tp 4373  df-op 4375  df-uni 4629  df-int 4668  df-iun 4712  df-br 4844  df-opab 4906  df-mpt 4923  df-tr 4946  df-id 5220  df-eprel 5225  df-po 5233  df-so 5234  df-fr 5271  df-we 5273  df-xp 5318  df-rel 5319  df-cnv 5320  df-co 5321  df-dm 5322  df-rn 5323  df-res 5324  df-ima 5325  df-pred 5898  df-ord 5944  df-on 5945  df-lim 5946  df-suc 5947  df-iota 6064  df-fun 6103  df-fn 6104  df-f 6105  df-f1 6106  df-fo 6107  df-f1o 6108  df-fv 6109  df-riota 6839  df-ov 6881  df-oprab 6882  df-mpt2 6883  df-om 7300  df-1st 7401  df-2nd 7402  df-tpos 7590  df-wrecs 7645  df-recs 7707  df-rdg 7745  df-1o 7799  df-oadd 7803  df-er 7982  df-ec 7984  df-qs 7988  df-map 8097  df-en 8196  df-dom 8197  df-sdom 8198  df-fin 8199  df-sup 8590  df-inf 8591  df-pnf 10365  df-mnf 10366  df-xr 10367  df-ltxr 10368  df-le 10369  df-sub 10558  df-neg 10559  df-nn 11313  df-2 11376  df-3 11377  df-4 11378  df-5 11379  df-6 11380  df-7 11381  df-8 11382  df-9 11383  df-n0 11581  df-z 11667  df-dec 11784  df-uz 11931  df-fz 12581  df-seq 13056  df-struct 16186  df-ndx 16187  df-slot 16188  df-base 16190  df-sets 16191  df-ress 16192  df-plusg 16280  df-mulr 16281  df-starv 16282  df-sca 16283  df-vsca 16284  df-ip 16285  df-tset 16286  df-ple 16287  df-ds 16289  df-unif 16290  df-0g 16417  df-imas 16483  df-qus 16484  df-mgm 17557  df-sgrp 17599  df-mnd 17610  df-mhm 17650  df-grp 17741  df-minusg 17742  df-sbg 17743  df-mulg 17857  df-subg 17904  df-nsg 17905  df-eqg 17906  df-ghm 17971  df-cmn 18510  df-abl 18511  df-mgp 18806  df-ur 18818  df-ring 18865  df-cring 18866  df-oppr 18939  df-rnghom 19033  df-subrg 19096  df-lmod 19183  df-lss 19251  df-lsp 19293  df-sra 19495  df-rgmod 19496  df-lidl 19497  df-rsp 19498  df-2idl 19555  df-cnfld 20069  df-zring 20141  df-zrh 20174  df-zn 20177  df-dchr 25310

This theorem is referenced by:  dchrmusum2  25535  dchrvmasumlem1  25536  dchrvmasum2lem  25537  dchrisum0fmul  25547