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

Theorem fta1glem1 24761
Description: Lemma for fta1g 24763. (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 10638 . 2 (𝜑 → 1 ∈ ℂ)
2 fta1g.1 . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ IDomn)
3 isidom 20079 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ IDomn ↔ (𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑅 ∈ Domn))
4 domnnzr 20070 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Domn → 𝑅 ∈ NzRing)
53, 4simplbiim 507 . . . . . 6 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ NzRing)
62, 5syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ NzRing)
7 nzrring 20036 . . . . 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 500 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ IDomn → 𝑅 ∈ CRing)
192, 18syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
20 fta1glem.5 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑇 ∈ ((𝑂𝐹) “ {𝑊}))
21 eqid 2823 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑅s 𝐾) = (𝑅s 𝐾)
22 eqid 2823 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘(𝑅s 𝐾)) = (Base‘(𝑅s 𝐾))
2312fvexi 6686 . . . . . . . . . . . . . 14 𝐾 ∈ V
2423a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝐾 ∈ V)
2517, 10, 21, 12evl1rhm 20497 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑅 ∈ CRing → 𝑂 ∈ (𝑃 RingHom (𝑅s 𝐾)))
2619, 25syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑𝑂 ∈ (𝑃 RingHom (𝑅s 𝐾)))
2711, 22rhmf 19480 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑂 ∈ (𝑃 RingHom (𝑅s 𝐾)) → 𝑂:𝐵⟶(Base‘(𝑅s 𝐾)))
2826, 27syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑂:𝐵⟶(Base‘(𝑅s 𝐾)))
2928, 9ffvelrnd 6854 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑂𝐹) ∈ (Base‘(𝑅s 𝐾)))
3021, 12, 22, 2, 24, 29pwselbas 16764 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝑂𝐹):𝐾𝐾)
3130ffnd 6517 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑂𝐹) Fn 𝐾)
32 fniniseg 6832 . . . . . . . . . . 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 234 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑇𝐾 ∧ ((𝑂𝐹)‘𝑇) = 𝑊))
3534simpld 497 . . . . . . . 8 (𝜑𝑇𝐾)
36 eqid 2823 . . . . . . . 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 24758 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐺 ∈ (Monic1p𝑅) ∧ (𝐷𝐺) = 1 ∧ ((𝑂𝐺) “ {𝑊}) = {𝑇}))
4039simp1d 1138 . . . . . 6 (𝜑𝐺 ∈ (Monic1p𝑅))
41 eqid 2823 . . . . . . 7 (Unic1p𝑅) = (Unic1p𝑅)
4241, 36mon1puc1p 24746 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ (Monic1p𝑅)) → 𝐺 ∈ (Unic1p𝑅))
438, 40, 42syl2anc 586 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ (Unic1p𝑅))
44 eqid 2823 . . . . . 6 (quot1p𝑅) = (quot1p𝑅)
4544, 10, 11, 41q1pcl 24751 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹𝐵𝐺 ∈ (Unic1p𝑅)) → (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ∈ 𝐵)
468, 9, 43, 45syl3anc 1367 . . . 4 (𝜑 → (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ∈ 𝐵)
47 fta1glem.4 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐷𝐹) = (𝑁 + 1))
48 fta1glem.3 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
49 peano2nn0 11940 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ0 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
5048, 49syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑁 + 1) ∈ ℕ0)
5147, 50eqeltrd 2915 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷𝐹) ∈ ℕ0)
52 fta1g.z . . . . . . . . 9 0 = (0g𝑃)
5337, 10, 52, 11deg1nn0clb 24686 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹𝐵) → (𝐹0 ↔ (𝐷𝐹) ∈ ℕ0))
548, 9, 53syl2anc 586 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐹0 ↔ (𝐷𝐹) ∈ ℕ0))
5551, 54mpbird 259 . . . . . 6 (𝜑𝐹0 )
5634simprd 498 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑂𝐹)‘𝑇) = 𝑊)
57 eqid 2823 . . . . . . . . . 10 (∥r𝑃) = (∥r𝑃)
5810, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 6, 19, 35, 9, 38, 57facth1 24760 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝐺(∥r𝑃)𝐹 ↔ ((𝑂𝐹)‘𝑇) = 𝑊))
5956, 58mpbird 259 . . . . . . . 8 (𝜑𝐺(∥r𝑃)𝐹)
60 eqid 2823 . . . . . . . . . 10 (.r𝑃) = (.r𝑃)
6110, 57, 11, 41, 60, 44dvdsq1p 24756 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐹𝐵𝐺 ∈ (Unic1p𝑅)) → (𝐺(∥r𝑃)𝐹𝐹 = ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺)))
628, 9, 43, 61syl3anc 1367 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝐺(∥r𝑃)𝐹𝐹 = ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺)))
6359, 62mpbid 234 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 = ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺))
6463eqcomd 2829 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) = 𝐹)
6510ply1crng 20368 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ CRing → 𝑃 ∈ CRing)
6619, 65syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑃 ∈ CRing)
67 crngring 19310 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ CRing → 𝑃 ∈ Ring)
6866, 67syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
6910, 11, 36mon1pcl 24740 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ (Monic1p𝑅) → 𝐺𝐵)
7040, 69syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝐺𝐵)
7111, 60, 52ringlz 19339 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐺𝐵) → ( 0 (.r𝑃)𝐺) = 0 )
7268, 70, 71syl2anc 586 . . . . . 6 (𝜑 → ( 0 (.r𝑃)𝐺) = 0 )
7355, 64, 723netr4d 3095 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) ≠ ( 0 (.r𝑃)𝐺))
74 oveq1 7165 . . . . . 6 ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺) = 0 → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) = ( 0 (.r𝑃)𝐺))
7574necon3i 3050 . . . . 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 24684 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ∈ 𝐵 ∧ (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ≠ 0 ) → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) ∈ ℕ0)
788, 46, 76, 77syl3anc 1367 . . 3 (𝜑 → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) ∈ ℕ0)
7978nn0cnd 11960 . 2 (𝜑 → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) ∈ ℂ)
8048nn0cnd 11960 . 2 (𝜑𝑁 ∈ ℂ)
8111, 60crngcom 19314 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ CRing ∧ (𝐹(quot1p𝑅)𝐺) ∈ 𝐵𝐺𝐵) → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) = (𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)))
8266, 46, 70, 81syl3anc 1367 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝐹(quot1p𝑅)𝐺)(.r𝑃)𝐺) = (𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)))
8363, 82eqtrd 2858 . . . . 5 (𝜑𝐹 = (𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)))
8483fveq2d 6676 . . . 4 (𝜑 → (𝐷𝐹) = (𝐷‘(𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))))
85 eqid 2823 . . . . 5 (RLReg‘𝑅) = (RLReg‘𝑅)
8639simp2d 1139 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐷𝐺) = 1)
87 1nn0 11916 . . . . . . 7 1 ∈ ℕ0
8886, 87eqeltrdi 2923 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐷𝐺) ∈ ℕ0)
8937, 10, 52, 11deg1nn0clb 24686 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺𝐵) → (𝐺0 ↔ (𝐷𝐺) ∈ ℕ0))
908, 70, 89syl2anc 586 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐺0 ↔ (𝐷𝐺) ∈ ℕ0))
9188, 90mpbird 259 . . . . 5 (𝜑𝐺0 )
92 eqid 2823 . . . . . . . 8 (Unit‘𝑅) = (Unit‘𝑅)
9385, 92unitrrg 20068 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring → (Unit‘𝑅) ⊆ (RLReg‘𝑅))
948, 93syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → (Unit‘𝑅) ⊆ (RLReg‘𝑅))
9537, 92, 41uc1pldg 24744 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ (Unic1p𝑅) → ((coe1𝐺)‘(𝐷𝐺)) ∈ (Unit‘𝑅))
9643, 95syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((coe1𝐺)‘(𝐷𝐺)) ∈ (Unit‘𝑅))
9794, 96sseldd 3970 . . . . 5 (𝜑 → ((coe1𝐺)‘(𝐷𝐺)) ∈ (RLReg‘𝑅))
9837, 10, 85, 11, 60, 52, 8, 70, 91, 97, 46, 76deg1mul2 24710 . . . 4 (𝜑 → (𝐷‘(𝐺(.r𝑃)(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))) = ((𝐷𝐺) + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))))
9984, 47, 983eqtr3d 2866 . . 3 (𝜑 → (𝑁 + 1) = ((𝐷𝐺) + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))))
100 ax-1cn 10597 . . . 4 1 ∈ ℂ
101 addcom 10828 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑁 + 1) = (1 + 𝑁))
10280, 100, 101sylancl 588 . . 3 (𝜑 → (𝑁 + 1) = (1 + 𝑁))
10386oveq1d 7173 . . 3 (𝜑 → ((𝐷𝐺) + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))) = (1 + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))))
10499, 102, 1033eqtr3rd 2867 . 2 (𝜑 → (1 + (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺))) = (1 + 𝑁))
1051, 79, 80, 104addcanad 10847 1 (𝜑 → (𝐷‘(𝐹(quot1p𝑅)𝐺)) = 𝑁)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398   = wceq 1537  wcel 2114  wne 3018  Vcvv 3496  wss 3938  {csn 4569   class class class wbr 5068  ccnv 5556  cima 5560   Fn wfn 6352  wf 6353  cfv 6357  (class class class)co 7158  cc 10537  1c1 10540   + caddc 10542  0cn0 11900  Basecbs 16485  .rcmulr 16568  0gc0g 16715  s cpws 16722  -gcsg 18107  Ringcrg 19299  CRingccrg 19300  rcdsr 19390  Unitcui 19391   RingHom crh 19466  NzRingcnzr 20032  RLRegcrlreg 20054  Domncdomn 20055  IDomncidom 20056  algSccascl 20086  var1cv1 20346  Poly1cpl1 20347  coe1cco1 20348  eval1ce1 20479   deg1 cdg1 24650  Monic1pcmn1 24721  Unic1pcuc1p 24722  quot1pcq1p 24723
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616  ax-pre-sup 10617  ax-addf 10618  ax-mulf 10619
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-se 5517  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-isom 6366  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-of 7411  df-ofr 7412  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-supp 7833  df-tpos 7894  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-2o 8105  df-oadd 8108  df-er 8291  df-map 8410  df-pm 8411  df-ixp 8464  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-fsupp 8836  df-sup 8908  df-oi 8976  df-card 9370  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-4 11705  df-5 11706  df-6 11707  df-7 11708  df-8 11709  df-9 11710  df-n0 11901  df-z 11985  df-dec 12102  df-uz 12247  df-fz 12896  df-fzo 13037  df-seq 13373  df-hash 13694  df-struct 16487  df-ndx 16488  df-slot 16489  df-base 16491  df-sets 16492  df-ress 16493  df-plusg 16580  df-mulr 16581  df-starv 16582  df-sca 16583  df-vsca 16584  df-ip 16585  df-tset 16586  df-ple 16587  df-ds 16589  df-unif 16590  df-hom 16591  df-cco 16592  df-0g 16717  df-gsum 16718  df-prds 16723  df-pws 16725  df-mre 16859  df-mrc 16860  df-acs 16862  df-mgm 17854  df-sgrp 17903  df-mnd 17914  df-mhm 17958  df-submnd 17959  df-grp 18108  df-minusg 18109  df-sbg 18110  df-mulg 18227  df-subg 18278  df-ghm 18358  df-cntz 18449  df-cmn 18910  df-abl 18911  df-mgp 19242  df-ur 19254  df-srg 19258  df-ring 19301  df-cring 19302  df-oppr 19375  df-dvdsr 19393  df-unit 19394  df-invr 19424  df-rnghom 19469  df-subrg 19535  df-lmod 19638  df-lss 19706  df-lsp 19746  df-nzr 20033  df-rlreg 20058  df-domn 20059  df-idom 20060  df-assa 20087  df-asp 20088  df-ascl 20089  df-psr 20138  df-mvr 20139  df-mpl 20140  df-opsr 20142  df-evls 20288  df-evl 20289  df-psr1 20350  df-vr1 20351  df-ply1 20352  df-coe1 20353  df-evl1 20481  df-cnfld 20548  df-mdeg 24651  df-deg1 24652  df-mon1 24726  df-uc1p 24727  df-q1p 24728  df-r1p 24729
This theorem is referenced by:  fta1glem2  24762
  Copyright terms: Public domain W3C validator