MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  fta1glem1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem fta1glem1 26143
Description: Lemma for fta1g 26145. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jun-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
fta1g.p 𝑃 = (Poly1𝑅)
fta1g.b 𝐵 = (Base‘𝑃)
fta1g.d 𝐷 = (deg1𝑅)
fta1g.o 𝑂 = (eval1𝑅)
fta1g.w 𝑊 = (0g𝑅)
fta1g.z 0 = (0g𝑃)
fta1g.1 (𝜑𝑅 ∈ IDomn)
fta1g.2 (𝜑𝐹𝐵)
fta1glem.k 𝐾 = (Base‘𝑅)
fta1glem.x 𝑋 = (var1𝑅)
fta1glem.m = (-g𝑃)
fta1glem.a 𝐴 = (algSc‘𝑃)
fta1glem.g 𝐺 = (𝑋 (𝐴𝑇))
fta1glem.3 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
fta1glem.4 (𝜑 → (𝐷𝐹) = (𝑁 + 1))
fta1glem.5 (𝜑𝑇 ∈ ((𝑂𝐹) “ {𝑊}))
Assertion
Ref Expression
fta1glem1 (𝜑 → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) = 𝑁)

Proof of Theorem fta1glem1
StepHypRef Expression
1 1cnd 11130 . 2 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2 fta1g.1 . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ IDomn)
3 isidom 20693 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ IDomn ↔ (𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑅 ∈ Domn))
4 domnnzr 20674 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Domn → 𝑅 ∈ NzRing)
53, 4simplbiim 504 . . . . . 6 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ NzRing)
62, 5syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ NzRing)
7 nzrring 20484 . . . . 5 (𝑅 ∈ NzRing → 𝑅 ∈ Ring)
86, 7syl 17 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
9 fta1g.2 . . . . 5 (𝜑𝐹𝐵)
10 fta1g.p . . . . . . . 8 𝑃 = (Poly1𝑅)
11 fta1g.b . . . . . . . 8 𝐵 = (Base‘𝑃)
12 fta1glem.k . . . . . . . 8 𝐾 = (Base‘𝑅)
13 fta1glem.x . . . . . . . 8 𝑋 = (var1𝑅)
14 fta1glem.m . . . . . . . 8 = (-g𝑃)
15 fta1glem.a . . . . . . . 8 𝐴 = (algSc‘𝑃)
16 fta1glem.g . . . . . . . 8 𝐺 = (𝑋 (𝐴𝑇))
17 fta1g.o . . . . . . . 8 𝑂 = (eval1𝑅)
183simplbi 496 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ CRing)
192, 18syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
20 fta1glem.5 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑇 ∈ ((𝑂𝐹) “ {𝑊}))
21 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅s 𝐾) = (𝑅s 𝐾)
22 eqid 2737 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘(𝑅s 𝐾)) = (Base‘(𝑅s 𝐾))
2312fvexi 6848 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐾 ∈ V
2423a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐾 ∈ V)
2517, 10, 21, 12evl1rhm 22307 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑅 ∈ CRing → 𝑂 ∈ (𝑃 RingHom (𝑅s 𝐾)))
2619, 25syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑂 ∈ (𝑃 RingHom (𝑅s 𝐾)))
2711, 22rhmf 20455 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑂 ∈ (𝑃 RingHom (𝑅s 𝐾)) → 𝑂:𝐵⟶(Base‘(𝑅s 𝐾)))
2826, 27syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑂:𝐵⟶(Base‘(𝑅s 𝐾)))
2928, 9ffvelcdmd 7031 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑂𝐹) ∈ (Base‘(𝑅s 𝐾)))
3021, 12, 22, 2, 24, 29pwselbas 17443 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑂𝐹):𝐾𝐾)
3130ffnd 6663 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑂𝐹) Fn 𝐾)
32 fniniseg 7006 . . . . . . . . . . 11 ((𝑂𝐹) Fn 𝐾 → (𝑇 ∈ ((𝑂𝐹) “ {𝑊}) ↔ (𝑇𝐾 ∧ ((𝑂𝐹)‘𝑇) = 𝑊)))
3331, 32syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑇 ∈ ((𝑂𝐹) “ {𝑊}) ↔ (𝑇𝐾 ∧ ((𝑂𝐹)‘𝑇) = 𝑊)))
3420, 33mpbid 232 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇𝐾 ∧ ((𝑂𝐹)‘𝑇) = 𝑊))
3534simpld 494 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇𝐾)
36 eqid 2737 . . . . . . . 8 (Monic1p𝑅) = (Monic1p𝑅)
37 fta1g.d . . . . . . . 8 𝐷 = (deg1𝑅)
38 fta1g.w . . . . . . . 8 𝑊 = (0g𝑅)
3910, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 6, 19, 35, 36, 37, 38ply1remlem 26140 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐺 ∈ (Monic1p𝑅) ∧ (𝐷𝐺) = 1 ∧ ((𝑂𝐺) “ {𝑊}) = {𝑇}))
4039simp1d 1143 . . . . . 6 (𝜑𝐺 ∈ (Monic1p𝑅))
41 eqid 2737 . . . . . . 7 (Unic1p𝑅) = (Unic1p𝑅)
4241, 36mon1puc1p 26126 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ (Monic1p𝑅)) → 𝐺 ∈ (Unic1p𝑅))
438, 40, 42syl2anc 585 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ (Unic1p𝑅))
44 eqid 2737 . . . . . 6 (quot1p𝑅) = (quot1p𝑅)
4544, 10, 11, 41q1pcl 26132 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹𝐵𝐺 ∈ (Unic1p𝑅)) → (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ∈ 𝐵)
468, 9, 43, 45syl3anc 1374 . . . 4 (𝜑 → (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ∈ 𝐵)
47 fta1glem.4 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐷𝐹) = (𝑁 + 1))
48 fta1glem.3 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
49 peano2nn0 12468 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
5048, 49syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
5147, 50eqeltrd 2837 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷𝐹) ∈ ℕ0)
52 fta1g.z . . . . . . . . 9 0 = (0g𝑃)
5337, 10, 52, 11deg1nn0clb 26065 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹𝐵) → (𝐹0 ↔ (𝐷𝐹) ∈ ℕ0))
548, 9, 53syl2anc 585 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐹0 ↔ (𝐷𝐹) ∈ ℕ0))
5551, 54mpbird 257 . . . . . 6 (𝜑𝐹0 )
5634simprd 495 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑂𝐹)‘𝑇) = 𝑊)
57 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (∥r𝑃) = (∥r𝑃)
5810, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 6, 19, 35, 9, 38, 57facth1 26142 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺(∥r𝑃)𝐹 ↔ ((𝑂𝐹)‘𝑇) = 𝑊))
5956, 58mpbird 257 . . . . . . . 8 (𝜑𝐺(∥r𝑃)𝐹)
60 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (.r𝑃) = (.r𝑃)
6110, 57, 11, 41, 60, 44dvdsq1p 26138 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹𝐵𝐺 ∈ (Unic1p𝑅)) → (𝐺(∥r𝑃)𝐹𝐹 = ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺)))
628, 9, 43, 61syl3anc 1374 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐺(∥r𝑃)𝐹𝐹 = ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺)))
6359, 62mpbid 232 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 = ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺))
6463eqcomd 2743 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) = 𝐹)
6510ply1crng 22172 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ CRing)
6619, 65syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑃 ∈ CRing)
67 crngring 20217 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ CRing → 𝑃 ∈ Ring)
6866, 67syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
6910, 11, 36mon1pcl 26120 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ (Monic1p𝑅) → 𝐺𝐵)
7040, 69syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝐺𝐵)
7111, 60, 52ringlz 20265 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐺𝐵) → ( 0 (.r𝑃)𝐺) = 0 )
7268, 70, 71syl2anc 585 . . . . . 6 (𝜑 → ( 0 (.r𝑃)𝐺) = 0 )
7355, 64, 723netr4d 3010 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) ≠ ( 0 (.r𝑃)𝐺))
74 oveq1 7367 . . . . . 6 ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺) = 0 → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) = ( 0 (.r𝑃)𝐺))
7574necon3i 2965 . . . . 5 (((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) ≠ ( 0 (.r𝑃)𝐺) → (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ≠ 0 )
7673, 75syl 17 . . . 4 (𝜑 → (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ≠ 0 )
7737, 10, 52, 11deg1nn0cl 26063 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ∈ 𝐵 ∧ (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ≠ 0 ) → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) ∈ ℕ0)
788, 46, 76, 77syl3anc 1374 . . 3 (𝜑 → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) ∈ ℕ0)
7978nn0cnd 12491 . 2 (𝜑 → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) ∈ ℂ)
8048nn0cnd 12491 . 2 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
8111, 60crngcom 20223 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ CRing ∧ (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ∈ 𝐵𝐺𝐵) → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) = (𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)))
8266, 46, 70, 81syl3anc 1374 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) = (𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)))
8363, 82eqtrd 2772 . . . . 5 (𝜑𝐹 = (𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)))
8483fveq2d 6838 . . . 4 (𝜑 → (𝐷𝐹) = (𝐷‘(𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))))
85 eqid 2737 . . . . 5 (RLReg‘𝑅) = (RLReg‘𝑅)
8639simp2d 1144 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷𝐺) = 1)
87 1nn0 12444 . . . . . . 7 1 ∈ ℕ0
8886, 87eqeltrdi 2845 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷𝐺) ∈ ℕ0)
8937, 10, 52, 11deg1nn0clb 26065 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺𝐵) → (𝐺0 ↔ (𝐷𝐺) ∈ ℕ0))
908, 70, 89syl2anc 585 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐺0 ↔ (𝐷𝐺) ∈ ℕ0))
9188, 90mpbird 257 . . . . 5 (𝜑𝐺0 )
92 eqid 2737 . . . . . . . 8 (Unit‘𝑅) = (Unit‘𝑅)
9385, 92unitrrg 20671 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring → (Unit‘𝑅) ⊆ (RLReg‘𝑅))
948, 93syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (Unit‘𝑅) ⊆ (RLReg‘𝑅))
9537, 92, 41uc1pldg 26124 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ (Unic1p𝑅) → ((coe1𝐺)‘(𝐷𝐺)) ∈ (Unit‘𝑅))
9643, 95syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((coe1𝐺)‘(𝐷𝐺)) ∈ (Unit‘𝑅))
9794, 96sseldd 3923 . . . . 5 (𝜑 → ((coe1𝐺)‘(𝐷𝐺)) ∈ (RLReg‘𝑅))
9837, 10, 85, 11, 60, 52, 8, 70, 91, 97, 46, 76deg1mul2 26089 . . . 4 (𝜑 → (𝐷‘(𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))) = ((𝐷𝐺) + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))))
9984, 47, 983eqtr3d 2780 . . 3 (𝜑 → (𝑁 + 1) = ((𝐷𝐺) + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))))
100 ax-1cn 11087 . . . 4 1 ∈ ℂ
101 addcom 11323 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑁 + 1) = (1 + 𝑁))
10280, 100, 101sylancl 587 . . 3 (𝜑 → (𝑁 + 1) = (1 + 𝑁))
10386oveq1d 7375 . . 3 (𝜑 → ((𝐷𝐺) + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))) = (1 + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))))
10499, 102, 1033eqtr3rd 2781 . 2 (𝜑 → (1 + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))) = (1 + 𝑁))
1051, 79, 80, 104addcanad 11342 1 (𝜑 → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) = 𝑁)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  wne 2933  Vcvv 3430  wss 3890  {csn 4568   class class class wbr 5086  ccnv 5623  cima 5627   Fn wfn 6487  wf 6488  cfv 6492  (class class class)co 7360  cc 11027  1c1 11030   + caddc 11032  0cn0 12428  Basecbs 17170  .rcmulr 17212  0gc0g 17393  s cpws 17400  -gcsg 18902  Ringcrg 20205  CRingccrg 20206  rcdsr 20325  Unitcui 20326   RingHom crh 20440  NzRingcnzr 20480  RLRegcrlreg 20659  Domncdomn 20660  IDomncidom 20661  algSccascl 21842  var1cv1 22149  Poly1cpl1 22150  coe1cco1 22151  eval1ce1 22289  deg1cdg1 26029  Monic1pcmn1 26101  Unic1pcuc1p 26102  quot1pcq1p 26103
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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5302  ax-pr 5370  ax-un 7682  ax-cnex 11085  ax-resscn 11086  ax-1cn 11087  ax-icn 11088  ax-addcl 11089  ax-addrcl 11090  ax-mulcl 11091  ax-mulrcl 11092  ax-mulcom 11093  ax-addass 11094  ax-mulass 11095  ax-distr 11096  ax-i2m1 11097  ax-1ne0 11098  ax-1rid 11099  ax-rnegex 11100  ax-rrecex 11101  ax-cnre 11102  ax-pre-lttri 11103  ax-pre-lttrn 11104  ax-pre-ltadd 11105  ax-pre-mulgt0 11106  ax-pre-sup 11107  ax-addf 11108
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-se 5578  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-of 7624  df-ofr 7625  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-supp 8104  df-tpos 8169  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-1o 8398  df-2o 8399  df-er 8636  df-map 8768  df-pm 8769  df-ixp 8839  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-fsupp 9268  df-sup 9348  df-oi 9418  df-card 9854  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-nn 12166  df-2 12235  df-3 12236  df-4 12237  df-5 12238  df-6 12239  df-7 12240  df-8 12241  df-9 12242  df-n0 12429  df-z 12516  df-dec 12636  df-uz 12780  df-fz 13453  df-fzo 13600  df-seq 13955  df-hash 14284  df-struct 17108  df-sets 17125  df-slot 17143  df-ndx 17155  df-base 17171  df-ress 17192  df-plusg 17224  df-mulr 17225  df-starv 17226  df-sca 17227  df-vsca 17228  df-ip 17229  df-tset 17230  df-ple 17231  df-ds 17233  df-unif 17234  df-hom 17235  df-cco 17236  df-0g 17395  df-gsum 17396  df-prds 17401  df-pws 17403  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-mhm 18742  df-submnd 18743  df-grp 18903  df-minusg 18904  df-sbg 18905  df-mulg 19035  df-subg 19090  df-ghm 19179  df-cntz 19283  df-cmn 19748  df-abl 19749  df-mgp 20113  df-rng 20125  df-ur 20154  df-srg 20159  df-ring 20207  df-cring 20208  df-oppr 20308  df-dvdsr 20328  df-unit 20329  df-invr 20359  df-rhm 20443  df-nzr 20481  df-subrng 20514  df-subrg 20538  df-rlreg 20662  df-domn 20663  df-idom 20664  df-lmod 20848  df-lss 20918  df-lsp 20958  df-cnfld 21345  df-assa 21843  df-asp 21844  df-ascl 21845  df-psr 21899  df-mvr 21900  df-mpl 21901  df-opsr 21903  df-evls 22062  df-evl 22063  df-psr1 22153  df-vr1 22154  df-ply1 22155  df-coe1 22156  df-evl1 22291  df-mdeg 26030  df-deg1 26031  df-mon1 26106  df-uc1p 26107  df-q1p 26108  df-r1p 26109
This theorem is referenced by:  fta1glem2  26144
  Copyright terms: Public domain W3C validator