MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ig1peu Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ig1peu 25536
Description: There is a unique monic polynomial of minimal degree in any nonzero ideal. (Contributed by Stefan O'Rear, 29-Mar-2015.) (Revised by AV, 25-Sep-2020.)
Hypotheses
Ref Expression
ig1peu.p 𝑃 = (Poly1𝑅)
ig1peu.u 𝑈 = (LIdeal‘𝑃)
ig1peu.z 0 = (0g𝑃)
ig1peu.m 𝑀 = (Monic1p𝑅)
ig1peu.d 𝐷 = ( deg1𝑅)
Assertion
Ref Expression
ig1peu ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → ∃!𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))
Distinct variable groups:   𝐷,𝑔   𝑔,𝐼   𝑔,𝑀   𝑃,𝑔   𝑅,𝑔   𝑈,𝑔   0 ,𝑔

Proof of Theorem ig1peu
Dummy variable is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2736 . . . . . . . . . . 11 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
2 ig1peu.u . . . . . . . . . . 11 𝑈 = (LIdeal‘𝑃)
31, 2lidlss 20680 . . . . . . . . . 10 (𝐼𝑈𝐼 ⊆ (Base‘𝑃))
433ad2ant2 1134 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → 𝐼 ⊆ (Base‘𝑃))
54ssdifd 4100 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐼 ∖ { 0 }) ⊆ ((Base‘𝑃) ∖ { 0 }))
6 imass2 6054 . . . . . . . 8 ((𝐼 ∖ { 0 }) ⊆ ((Base‘𝑃) ∖ { 0 }) → (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ (𝐷 “ ((Base‘𝑃) ∖ { 0 })))
75, 6syl 17 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ (𝐷 “ ((Base‘𝑃) ∖ { 0 })))
8 drngring 20192 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ DivRing → 𝑅 ∈ Ring)
983ad2ant1 1133 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → 𝑅 ∈ Ring)
10 ig1peu.d . . . . . . . . 9 𝐷 = ( deg1𝑅)
11 ig1peu.p . . . . . . . . 9 𝑃 = (Poly1𝑅)
12 ig1peu.z . . . . . . . . 9 0 = (0g𝑃)
1310, 11, 12, 1deg1n0ima 25454 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (𝐷 “ ((Base‘𝑃) ∖ { 0 })) ⊆ ℕ0)
149, 13syl 17 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐷 “ ((Base‘𝑃) ∖ { 0 })) ⊆ ℕ0)
157, 14sstrd 3954 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ ℕ0)
16 nn0uz 12805 . . . . . 6 0 = (ℤ‘0)
1715, 16sseqtrdi 3994 . . . . 5 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ (ℤ‘0))
1811ply1ring 21619 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
199, 18syl 17 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → 𝑃 ∈ Ring)
20 simp2 1137 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → 𝐼𝑈)
212, 12lidl0cl 20682 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈) → 0𝐼)
2219, 20, 21syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → 0𝐼)
2322snssd 4769 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → { 0 } ⊆ 𝐼)
24 simp3 1138 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → 𝐼 ≠ { 0 })
2524necomd 2999 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → { 0 } ≠ 𝐼)
26 pssdifn0 4325 . . . . . . 7 (({ 0 } ⊆ 𝐼 ∧ { 0 } ≠ 𝐼) → (𝐼 ∖ { 0 }) ≠ ∅)
2723, 25, 26syl2anc 584 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐼 ∖ { 0 }) ≠ ∅)
2810, 11, 1deg1xrf 25446 . . . . . . . . . 10 𝐷:(Base‘𝑃)⟶ℝ*
29 ffn 6668 . . . . . . . . . 10 (𝐷:(Base‘𝑃)⟶ℝ*𝐷 Fn (Base‘𝑃))
3028, 29ax-mp 5 . . . . . . . . 9 𝐷 Fn (Base‘𝑃)
3130a1i 11 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → 𝐷 Fn (Base‘𝑃))
324ssdifssd 4102 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐼 ∖ { 0 }) ⊆ (Base‘𝑃))
33 fnimaeq0 6634 . . . . . . . 8 ((𝐷 Fn (Base‘𝑃) ∧ (𝐼 ∖ { 0 }) ⊆ (Base‘𝑃)) → ((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) = ∅ ↔ (𝐼 ∖ { 0 }) = ∅))
3431, 32, 33syl2anc 584 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → ((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) = ∅ ↔ (𝐼 ∖ { 0 }) = ∅))
3534necon3bid 2988 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → ((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ≠ ∅ ↔ (𝐼 ∖ { 0 }) ≠ ∅))
3627, 35mpbird 256 . . . . 5 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ≠ ∅)
37 infssuzcl 12857 . . . . 5 (((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ (ℤ‘0) ∧ (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ≠ ∅) → inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∈ (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })))
3817, 36, 37syl2anc 584 . . . 4 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∈ (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })))
3931, 32fvelimabd 6915 . . . 4 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∈ (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ↔ ∃ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })(𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
4038, 39mpbid 231 . . 3 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → ∃ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })(𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))
4119adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → 𝑃 ∈ Ring)
42 simpl2 1192 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → 𝐼𝑈)
439adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → 𝑅 ∈ Ring)
44 eqid 2736 . . . . . . . . . . 11 (algSc‘𝑃) = (algSc‘𝑃)
45 eqid 2736 . . . . . . . . . . 11 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
4611, 44, 45, 1ply1sclf 21656 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → (algSc‘𝑃):(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑃))
4743, 46syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → (algSc‘𝑃):(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑃))
48 simpl1 1191 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → 𝑅 ∈ DivRing)
4932sselda 3944 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ∈ (Base‘𝑃))
50 eldifsni 4750 . . . . . . . . . . . . . 14 ( ∈ (𝐼 ∖ { 0 }) → 0 )
5150adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → 0 )
52 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . . 14 (Unic1p𝑅) = (Unic1p𝑅)
5311, 1, 12, 52drnguc1p 25535 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ ∈ (Base‘𝑃) ∧ 0 ) → ∈ (Unic1p𝑅))
5448, 49, 51, 53syl3anc 1371 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ∈ (Unic1p𝑅))
55 eqid 2736 . . . . . . . . . . . . 13 (Unit‘𝑅) = (Unit‘𝑅)
5610, 55, 52uc1pldg 25513 . . . . . . . . . . . 12 ( ∈ (Unic1p𝑅) → ((coe1)‘(𝐷)) ∈ (Unit‘𝑅))
5754, 56syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ((coe1)‘(𝐷)) ∈ (Unit‘𝑅))
58 eqid 2736 . . . . . . . . . . . 12 (invr𝑅) = (invr𝑅)
5955, 58unitinvcl 20103 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((coe1)‘(𝐷)) ∈ (Unit‘𝑅)) → ((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))) ∈ (Unit‘𝑅))
6043, 57, 59syl2anc 584 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))) ∈ (Unit‘𝑅))
6145, 55unitcl 20088 . . . . . . . . . 10 (((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))) ∈ (Unit‘𝑅) → ((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))) ∈ (Base‘𝑅))
6260, 61syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))) ∈ (Base‘𝑅))
6347, 62ffvelcdmd 7036 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷)))) ∈ (Base‘𝑃))
64 eldifi 4086 . . . . . . . . 9 ( ∈ (𝐼 ∖ { 0 }) → 𝐼)
6564adantl 482 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → 𝐼)
66 eqid 2736 . . . . . . . . 9 (.r𝑃) = (.r𝑃)
672, 1, 66lidlmcl 20687 . . . . . . . 8 (((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈) ∧ (((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷)))) ∈ (Base‘𝑃) ∧ 𝐼)) → (((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃)) ∈ 𝐼)
6841, 42, 63, 65, 67syl22anc 837 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → (((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃)) ∈ 𝐼)
69 ig1peu.m . . . . . . . . 9 𝑀 = (Monic1p𝑅)
7052, 69, 11, 66, 44, 10, 58uc1pmon1p 25516 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ ∈ (Unic1p𝑅)) → (((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃)) ∈ 𝑀)
7143, 54, 70syl2anc 584 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → (((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃)) ∈ 𝑀)
7268, 71elind 4154 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → (((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃)) ∈ (𝐼𝑀))
73 eqid 2736 . . . . . . . . . 10 (RLReg‘𝑅) = (RLReg‘𝑅)
7473, 55unitrrg 20763 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ Ring → (Unit‘𝑅) ⊆ (RLReg‘𝑅))
7543, 74syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → (Unit‘𝑅) ⊆ (RLReg‘𝑅))
7675, 60sseldd 3945 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))) ∈ (RLReg‘𝑅))
7710, 11, 73, 1, 66, 44deg1mul3 25480 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ ((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))) ∈ (RLReg‘𝑅) ∧ ∈ (Base‘𝑃)) → (𝐷‘(((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃))) = (𝐷))
7843, 76, 49, 77syl3anc 1371 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → (𝐷‘(((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃))) = (𝐷))
79 fveqeq2 6851 . . . . . . 7 (𝑔 = (((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃)) → ((𝐷𝑔) = (𝐷) ↔ (𝐷‘(((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃))) = (𝐷)))
8079rspcev 3581 . . . . . 6 (((((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃)) ∈ (𝐼𝑀) ∧ (𝐷‘(((algSc‘𝑃)‘((invr𝑅)‘((coe1)‘(𝐷))))(.r𝑃))) = (𝐷)) → ∃𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = (𝐷))
8172, 78, 80syl2anc 584 . . . . 5 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ∃𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = (𝐷))
82 eqeq2 2748 . . . . . 6 ((𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) → ((𝐷𝑔) = (𝐷) ↔ (𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
8382rexbidv 3175 . . . . 5 ((𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) → (∃𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = (𝐷) ↔ ∃𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
8481, 83syl5ibcom 244 . . . 4 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → ((𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) → ∃𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
8584rexlimdva 3152 . . 3 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (∃ ∈ (𝐼 ∖ { 0 })(𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) → ∃𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
8640, 85mpd 15 . 2 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → ∃𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))
87 eqid 2736 . . . . . . 7 (-g𝑃) = (-g𝑃)
889ad2antrr 724 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ ((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))) → 𝑅 ∈ Ring)
89 simprl 769 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝑔 ∈ (𝐼𝑀))
9089elin2d 4159 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝑔𝑀)
9190adantr 481 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ ((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))) → 𝑔𝑀)
92 simprl 769 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ ((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))) → (𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))
93 simprr 771 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → ∈ (𝐼𝑀))
9493elin2d 4159 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝑀)
9594adantr 481 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ ((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))) → 𝑀)
96 simprr 771 . . . . . . 7 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ ((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))) → (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))
9710, 69, 11, 87, 88, 91, 92, 95, 96deg1submon1p 25517 . . . . . 6 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ ((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))) → (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) < inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))
9897ex 413 . . . . 5 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → (((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )) → (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) < inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
9917ad2antrr 724 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ) → (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ (ℤ‘0))
10030a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ) → 𝐷 Fn (Base‘𝑃))
10132ad2antrr 724 . . . . . . . . . 10 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ) → (𝐼 ∖ { 0 }) ⊆ (Base‘𝑃))
10219adantr 481 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝑃 ∈ Ring)
103 simpl2 1192 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝐼𝑈)
10489elin1d 4158 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝑔𝐼)
10593elin1d 4158 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝐼)
1062, 87lidlsubcl 20686 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈) ∧ (𝑔𝐼𝐼)) → (𝑔(-g𝑃)) ∈ 𝐼)
107102, 103, 104, 105, 106syl22anc 837 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → (𝑔(-g𝑃)) ∈ 𝐼)
108107adantr 481 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ) → (𝑔(-g𝑃)) ∈ 𝐼)
109 simpr 485 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ) → (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 )
110 eldifsn 4747 . . . . . . . . . . 11 ((𝑔(-g𝑃)) ∈ (𝐼 ∖ { 0 }) ↔ ((𝑔(-g𝑃)) ∈ 𝐼 ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ))
111108, 109, 110sylanbrc 583 . . . . . . . . . 10 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ) → (𝑔(-g𝑃)) ∈ (𝐼 ∖ { 0 }))
112 fnfvima 7183 . . . . . . . . . 10 ((𝐷 Fn (Base‘𝑃) ∧ (𝐼 ∖ { 0 }) ⊆ (Base‘𝑃) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ∈ (𝐼 ∖ { 0 })) → (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) ∈ (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })))
113100, 101, 111, 112syl3anc 1371 . . . . . . . . 9 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ) → (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) ∈ (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })))
114 infssuzle 12856 . . . . . . . . 9 (((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ (ℤ‘0) ∧ (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) ∈ (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 }))) → inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ≤ (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))))
11599, 113, 114syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) ∧ (𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 ) → inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ≤ (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))))
116115ex 413 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → ((𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 → inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ≤ (𝐷‘(𝑔(-g𝑃)))))
117 imassrn 6024 . . . . . . . . . . 11 (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ ran 𝐷
118 frn 6675 . . . . . . . . . . . 12 (𝐷:(Base‘𝑃)⟶ℝ* → ran 𝐷 ⊆ ℝ*)
11928, 118ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 ran 𝐷 ⊆ ℝ*
120117, 119sstri 3953 . . . . . . . . . 10 (𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })) ⊆ ℝ*
121120, 38sselid 3942 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∈ ℝ*)
122121adantr 481 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∈ ℝ*)
123 ringgrp 19969 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Grp)
12419, 123syl 17 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → 𝑃 ∈ Grp)
125124adantr 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝑃 ∈ Grp)
126 inss1 4188 . . . . . . . . . . . . 13 (𝐼𝑀) ⊆ 𝐼
127126, 4sstrid 3955 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → (𝐼𝑀) ⊆ (Base‘𝑃))
128127adantr 481 . . . . . . . . . . 11 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → (𝐼𝑀) ⊆ (Base‘𝑃))
129128, 89sseldd 3945 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → 𝑔 ∈ (Base‘𝑃))
130128, 93sseldd 3945 . . . . . . . . . 10 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → ∈ (Base‘𝑃))
1311, 87grpsubcl 18827 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝑔 ∈ (Base‘𝑃) ∧ ∈ (Base‘𝑃)) → (𝑔(-g𝑃)) ∈ (Base‘𝑃))
132125, 129, 130, 131syl3anc 1371 . . . . . . . . 9 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → (𝑔(-g𝑃)) ∈ (Base‘𝑃))
13310, 11, 1deg1xrcl 25447 . . . . . . . . 9 ((𝑔(-g𝑃)) ∈ (Base‘𝑃) → (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) ∈ ℝ*)
134132, 133syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) ∈ ℝ*)
135122, 134xrlenltd 11221 . . . . . . 7 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → (inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ≤ (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) ↔ ¬ (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) < inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
136116, 135sylibd 238 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → ((𝑔(-g𝑃)) ≠ 0 → ¬ (𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) < inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
137136necon4ad 2962 . . . . 5 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → ((𝐷‘(𝑔(-g𝑃))) < inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) → (𝑔(-g𝑃)) = 0 ))
13898, 137syld 47 . . . 4 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → (((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )) → (𝑔(-g𝑃)) = 0 ))
1391, 12, 87grpsubeq0 18833 . . . . 5 ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝑔 ∈ (Base‘𝑃) ∧ ∈ (Base‘𝑃)) → ((𝑔(-g𝑃)) = 0𝑔 = ))
140125, 129, 130, 139syl3anc 1371 . . . 4 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → ((𝑔(-g𝑃)) = 0𝑔 = ))
141138, 140sylibd 238 . . 3 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) ∧ (𝑔 ∈ (𝐼𝑀) ∧ ∈ (𝐼𝑀))) → (((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )) → 𝑔 = ))
142141ralrimivva 3197 . 2 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → ∀𝑔 ∈ (𝐼𝑀)∀ ∈ (𝐼𝑀)(((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )) → 𝑔 = ))
143 fveqeq2 6851 . . 3 (𝑔 = → ((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ↔ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )))
144143reu4 3689 . 2 (∃!𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ↔ (∃𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ ∀𝑔 ∈ (𝐼𝑀)∀ ∈ (𝐼𝑀)(((𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ) ∧ (𝐷) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < )) → 𝑔 = )))
14586, 142, 144sylanbrc 583 1 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑈𝐼 ≠ { 0 }) → ∃!𝑔 ∈ (𝐼𝑀)(𝐷𝑔) = inf((𝐷 “ (𝐼 ∖ { 0 })), ℝ, < ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 205  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2943  wral 3064  wrex 3073  ∃!wreu 3351  cdif 3907  cin 3909  wss 3910  c0 4282  {csn 4586   class class class wbr 5105  ran crn 5634  cima 5636   Fn wfn 6491  wf 6492  cfv 6496  (class class class)co 7357  infcinf 9377  cr 11050  0cc0 11051  *cxr 11188   < clt 11189  cle 11190  0cn0 12413  cuz 12763  Basecbs 17083  .rcmulr 17134  0gc0g 17321  Grpcgrp 18748  -gcsg 18750  Ringcrg 19964  Unitcui 20068  invrcinvr 20100  DivRingcdr 20185  LIdealclidl 20631  RLRegcrlreg 20749  algSccascl 21258  Poly1cpl1 21548  coe1cco1 21549   deg1 cdg1 25416  Monic1pcmn1 25490  Unic1pcuc1p 25491
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 2707  ax-rep 5242  ax-sep 5256  ax-nul 5263  ax-pow 5320  ax-pr 5384  ax-un 7672  ax-cnex 11107  ax-resscn 11108  ax-1cn 11109  ax-icn 11110  ax-addcl 11111  ax-addrcl 11112  ax-mulcl 11113  ax-mulrcl 11114  ax-mulcom 11115  ax-addass 11116  ax-mulass 11117  ax-distr 11118  ax-i2m1 11119  ax-1ne0 11120  ax-1rid 11121  ax-rnegex 11122  ax-rrecex 11123  ax-cnre 11124  ax-pre-lttri 11125  ax-pre-lttrn 11126  ax-pre-ltadd 11127  ax-pre-mulgt0 11128  ax-pre-sup 11129  ax-addf 11130  ax-mulf 11131
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 2538  df-eu 2567  df-clab 2714  df-cleq 2728  df-clel 2814  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3065  df-rex 3074  df-rmo 3353  df-reu 3354  df-rab 3408  df-v 3447  df-sbc 3740  df-csb 3856  df-dif 3913  df-un 3915  df-in 3917  df-ss 3927  df-pss 3929  df-nul 4283  df-if 4487  df-pw 4562  df-sn 4587  df-pr 4589  df-tp 4591  df-op 4593  df-uni 4866  df-int 4908  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5189  df-tr 5223  df-id 5531  df-eprel 5537  df-po 5545  df-so 5546  df-fr 5588  df-se 5589  df-we 5590  df-xp 5639  df-rel 5640  df-cnv 5641  df-co 5642  df-dm 5643  df-rn 5644  df-res 5645  df-ima 5646  df-pred 6253  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6498  df-fn 6499  df-f 6500  df-f1 6501  df-fo 6502  df-f1o 6503  df-fv 6504  df-isom 6505  df-riota 7313  df-ov 7360  df-oprab 7361  df-mpo 7362  df-of 7617  df-ofr 7618  df-om 7803  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8093  df-tpos 8157  df-frecs 8212  df-wrecs 8243  df-recs 8317  df-rdg 8356  df-1o 8412  df-er 8648  df-map 8767  df-pm 8768  df-ixp 8836  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-fin 8887  df-fsupp 9306  df-sup 9378  df-inf 9379  df-oi 9446  df-card 9875  df-pnf 11191  df-mnf 11192  df-xr 11193  df-ltxr 11194  df-le 11195  df-sub 11387  df-neg 11388  df-nn 12154  df-2 12216  df-3 12217  df-4 12218  df-5 12219  df-6 12220  df-7 12221  df-8 12222  df-9 12223  df-n0 12414  df-z 12500  df-dec 12619  df-uz 12764  df-fz 13425  df-fzo 13568  df-seq 13907  df-hash 14231  df-struct 17019  df-sets 17036  df-slot 17054  df-ndx 17066  df-base 17084  df-ress 17113  df-plusg 17146  df-mulr 17147  df-starv 17148  df-sca 17149  df-vsca 17150  df-ip 17151  df-tset 17152  df-ple 17153  df-ds 17155  df-unif 17156  df-hom 17157  df-cco 17158  df-0g 17323  df-gsum 17324  df-prds 17329  df-pws 17331  df-mre 17466  df-mrc 17467  df-acs 17469  df-mgm 18497  df-sgrp 18546  df-mnd 18557  df-mhm 18601  df-submnd 18602  df-grp 18751  df-minusg 18752  df-sbg 18753  df-mulg 18873  df-subg 18925  df-ghm 19006  df-cntz 19097  df-cmn 19564  df-abl 19565  df-mgp 19897  df-ur 19914  df-ring 19966  df-cring 19967  df-oppr 20049  df-dvdsr 20070  df-unit 20071  df-invr 20101  df-drng 20187  df-subrg 20220  df-lmod 20324  df-lss 20393  df-sra 20633  df-rgmod 20634  df-lidl 20635  df-rlreg 20753  df-cnfld 20797  df-ascl 21261  df-psr 21311  df-mvr 21312  df-mpl 21313  df-opsr 21315  df-psr1 21551  df-vr1 21552  df-ply1 21553  df-coe1 21554  df-mdeg 25417  df-deg1 25418  df-mon1 25495  df-uc1p 25496
This theorem is referenced by:  ig1pval3  25539
  Copyright terms: Public domain W3C validator