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

Theorem lgsdchr 25385
Description: The Legendre symbol function 𝑋(𝑚) = (𝑚 /L 𝑁), where 𝑁 is an odd positive number, is a real Dirichlet character modulo 𝑁. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
lgsdchr.g 𝐺 = (DChr‘𝑁)
lgsdchr.z 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
lgsdchr.d 𝐷 = (Base‘𝐺)
lgsdchr.b 𝐵 = (Base‘𝑍)
lgsdchr.l 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
lgsdchr.x 𝑋 = (𝑦𝐵 ↦ (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁))))
Assertion
Ref Expression
lgsdchr ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋𝐷𝑋:𝐵⟶ℝ))
Distinct variable groups:   𝑦,𝐵   ,𝑚,𝑦,𝐿   ,𝑁,𝑚,𝑦   𝑦,𝑋   𝑦,𝑍
Allowed substitution hints:   𝐵(,𝑚)   𝐷(𝑦,,𝑚)   𝐺(𝑦,,𝑚)   𝑋(,𝑚)   𝑍(,𝑚)

Proof of Theorem lgsdchr
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iotaex 6050 . . . . . 6 (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁))) ∈ V
21a1i 11 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑦𝐵) → (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁))) ∈ V)
3 lgsdchr.x . . . . . 6 𝑋 = (𝑦𝐵 ↦ (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁))))
43a1i 11 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋 = (𝑦𝐵 ↦ (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁)))))
5 nnnn0 11550 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
65adantr 472 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ0)
7 lgsdchr.z . . . . . . . . 9 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
8 lgsdchr.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝑍)
9 lgsdchr.l . . . . . . . . 9 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
107, 8, 9znzrhfo 20182 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0𝐿:ℤ–onto𝐵)
116, 10syl 17 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝐿:ℤ–onto𝐵)
12 foelrn 6572 . . . . . . 7 ((𝐿:ℤ–onto𝐵𝑥𝐵) → ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎))
1311, 12sylan 575 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥𝐵) → ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎))
14 lgsdchr.g . . . . . . . . . . 11 𝐺 = (DChr‘𝑁)
15 lgsdchr.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (Base‘𝐺)
1614, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 25384 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿𝑎)) = (𝑎 /L 𝑁))
17 simpr 477 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝑎 ∈ ℤ)
18 nnz 11651 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
1918ad2antrr 717 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
20 lgscl 25341 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℤ)
2117, 19, 20syl2anc 579 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℤ)
2221zred 11734 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℝ)
2316, 22eqeltrd 2844 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿𝑎)) ∈ ℝ)
24 fveq2 6379 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐿𝑎) → (𝑋𝑥) = (𝑋‘(𝐿𝑎)))
2524eleq1d 2829 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐿𝑎) → ((𝑋𝑥) ∈ ℝ ↔ (𝑋‘(𝐿𝑎)) ∈ ℝ))
2623, 25syl5ibrcom 238 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑥 = (𝐿𝑎) → (𝑋𝑥) ∈ ℝ))
2726rexlimdva 3178 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) → (𝑋𝑥) ∈ ℝ))
2827imp 395 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎)) → (𝑋𝑥) ∈ ℝ)
2913, 28syldan 585 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑋𝑥) ∈ ℝ)
302, 4, 29fmpt2d 6587 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋:𝐵⟶ℝ)
31 ax-resscn 10250 . . . 4 ℝ ⊆ ℂ
32 fss 6238 . . . 4 ((𝑋:𝐵⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝑋:𝐵⟶ℂ)
3330, 31, 32sylancl 580 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋:𝐵⟶ℂ)
34 eqid 2765 . . . . . 6 (Unit‘𝑍) = (Unit‘𝑍)
358, 34unitss 18941 . . . . 5 (Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵
36 foelrn 6572 . . . . . . . . 9 ((𝐿:ℤ–onto𝐵𝑦𝐵) → ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏))
3711, 36sylan 575 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑦𝐵) → ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏))
3813, 37anim12dan 612 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏)))
39 reeanv 3254 . . . . . . . . 9 (∃𝑎 ∈ ℤ ∃𝑏 ∈ ℤ (𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) ↔ (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏)))
4017adantrr 708 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑎 ∈ ℤ)
41 simprr 789 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑏 ∈ ℤ)
426adantr 472 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
43 lgsdirnn0 25374 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
4440, 41, 42, 43syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
457zncrng 20179 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ ℕ0𝑍 ∈ CRing)
466, 45syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑍 ∈ CRing)
47 crngring 18839 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
4846, 47syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑍 ∈ Ring)
4948adantr 472 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑍 ∈ Ring)
509zrhrhm 20147 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑍 ∈ Ring → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
5149, 50syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
52 zringbas 20111 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ℤ = (Base‘ℤring)
53 zringmulr 20114 . . . . . . . . . . . . . . . 16 · = (.r‘ℤring)
54 eqid 2765 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (.r𝑍) = (.r𝑍)
5552, 53, 54rhmmul 19010 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) ∧ 𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏)))
5651, 40, 41, 55syl3anc 1490 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝐿‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏)))
5756fveq2d 6383 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))))
58 zmulcl 11678 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝑎 · 𝑏) ∈ ℤ)
5914, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 25384 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 · 𝑏) ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
6058, 59sylan2 586 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
6157, 60eqtr3d 2801 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
6216adantrr 708 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿𝑎)) = (𝑎 /L 𝑁))
6314, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 25384 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿𝑏)) = (𝑏 /L 𝑁))
6463adantrl 707 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿𝑏)) = (𝑏 /L 𝑁))
6562, 64oveq12d 6864 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑋‘(𝐿𝑎)) · (𝑋‘(𝐿𝑏))) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
6644, 61, 653eqtr4d 2809 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))) = ((𝑋‘(𝐿𝑎)) · (𝑋‘(𝐿𝑏))))
67 oveq12 6855 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑥(.r𝑍)𝑦) = ((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏)))
6867fveq2d 6383 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))))
69 fveq2 6379 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝐿𝑏) → (𝑋𝑦) = (𝑋‘(𝐿𝑏)))
7024, 69oveqan12d 6865 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) = ((𝑋‘(𝐿𝑎)) · (𝑋‘(𝐿𝑏))))
7168, 70eqeq12d 2780 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → ((𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ↔ (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))) = ((𝑋‘(𝐿𝑎)) · (𝑋‘(𝐿𝑏)))))
7266, 71syl5ibrcom 238 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
7372rexlimdvva 3185 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ ∃𝑏 ∈ ℤ (𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
7439, 73syl5bir 234 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ((∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
7574imp 395 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏))) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
7638, 75syldan 585 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
7776ralrimivva 3118 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
78 ssralv 3828 . . . . . . 7 ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑦𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) → ∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
7978ralimdv 3110 . . . . . 6 ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥𝐵𝑦𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) → ∀𝑥𝐵𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
80 ssralv 3828 . . . . . 6 ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥𝐵𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) → ∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
8179, 80syld 47 . . . . 5 ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥𝐵𝑦𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) → ∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
8235, 77, 81mpsyl 68 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
83 1z 11659 . . . . . 6 1 ∈ ℤ
8414, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 25384 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (1 /L 𝑁))
8583, 84mpan2 682 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (1 /L 𝑁))
86 eqid 2765 . . . . . . . 8 (1r𝑍) = (1r𝑍)
879, 86zrh1 20148 . . . . . . 7 (𝑍 ∈ Ring → (𝐿‘1) = (1r𝑍))
8848, 87syl 17 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝐿‘1) = (1r𝑍))
8988fveq2d 6383 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (𝑋‘(1r𝑍)))
9018adantr 472 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
91 1lgs 25370 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ → (1 /L 𝑁) = 1)
9290, 91syl 17 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (1 /L 𝑁) = 1)
9385, 89, 923eqtr3d 2807 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(1r𝑍)) = 1)
94 lgsne0 25365 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
9517, 19, 94syl2anc 579 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
9695biimpd 220 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 → (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
9716neeq1d 2996 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑋‘(𝐿𝑎)) ≠ 0 ↔ (𝑎 /L 𝑁) ≠ 0))
987, 34, 9znunit 20198 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑎 ∈ ℤ) → ((𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
996, 98sylan 575 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
10096, 97, 993imtr4d 285 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑋‘(𝐿𝑎)) ≠ 0 → (𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍)))
10124neeq1d 2996 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐿𝑎) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 ↔ (𝑋‘(𝐿𝑎)) ≠ 0))
102 eleq1 2832 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐿𝑎) → (𝑥 ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍)))
103101, 102imbi12d 335 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐿𝑎) → (((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)) ↔ ((𝑋‘(𝐿𝑎)) ≠ 0 → (𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍))))
104100, 103syl5ibrcom 238 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑥 = (𝐿𝑎) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
105104rexlimdva 3178 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
106105imp 395 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎)) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
10713, 106syldan 585 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
108107ralrimiva 3113 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥𝐵 ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
10982, 93, 1083jca 1158 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r𝑍)) = 1 ∧ ∀𝑥𝐵 ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
110 simpl 474 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
11114, 7, 8, 34, 110, 15dchrelbas3 25268 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋𝐷 ↔ (𝑋:𝐵⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r𝑍)) = 1 ∧ ∀𝑥𝐵 ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))))
11233, 109, 111mpbir2and 704 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋𝐷)
113112, 30jca 507 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋𝐷𝑋:𝐵⟶ℝ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wne 2937  wral 3055  wrex 3056  Vcvv 3350  wss 3734   class class class wbr 4811  cmpt 4890  cio 6031  wf 6066  ontowfo 6068  cfv 6070  (class class class)co 6846  cc 10191  cr 10192  0cc0 10193  1c1 10194   · cmul 10198  cn 11278  2c2 11331  0cn0 11542  cz 11628  cdvds 15279   gcd cgcd 15511  Basecbs 16144  .rcmulr 16229  1rcur 18782  Ringcrg 18828  CRingccrg 18829  Unitcui 18920   RingHom crh 18995  ringzring 20105  ℤRHomczrh 20135  ℤ/nczn 20138  DChrcdchr 25262   /L clgs 25324
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7151  ax-inf2 8757  ax-cnex 10249  ax-resscn 10250  ax-1cn 10251  ax-icn 10252  ax-addcl 10253  ax-addrcl 10254  ax-mulcl 10255  ax-mulrcl 10256  ax-mulcom 10257  ax-addass 10258  ax-mulass 10259  ax-distr 10260  ax-i2m1 10261  ax-1ne0 10262  ax-1rid 10263  ax-rnegex 10264  ax-rrecex 10265  ax-cnre 10266  ax-pre-lttri 10267  ax-pre-lttrn 10268  ax-pre-ltadd 10269  ax-pre-mulgt0 10270  ax-pre-sup 10271  ax-addf 10272  ax-mulf 10273
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-riota 6807  df-ov 6849  df-oprab 6850  df-mpt2 6851  df-om 7268  df-1st 7370  df-2nd 7371  df-tpos 7559  df-wrecs 7614  df-recs 7676  df-rdg 7714  df-1o 7768  df-2o 7769  df-oadd 7772  df-er 7951  df-ec 7953  df-qs 7957  df-map 8066  df-en 8165  df-dom 8166  df-sdom 8167  df-fin 8168  df-sup 8559  df-inf 8560  df-card 9020  df-cda 9247  df-pnf 10334  df-mnf 10335  df-xr 10336  df-ltxr 10337  df-le 10338  df-sub 10526  df-neg 10527  df-div 10943  df-nn 11279  df-2 11339  df-3 11340  df-4 11341  df-5 11342  df-6 11343  df-7 11344  df-8 11345  df-9 11346  df-n0 11543  df-xnn0 11615  df-z 11629  df-dec 11746  df-uz 11892  df-q 11995  df-rp 12034  df-fz 12539  df-fzo 12679  df-fl 12806  df-mod 12882  df-seq 13014  df-exp 13073  df-hash 13327  df-cj 14138  df-re 14139  df-im 14140  df-sqrt 14274  df-abs 14275  df-dvds 15280  df-gcd 15512  df-prm 15680  df-phi 15764  df-pc 15835  df-struct 16146  df-ndx 16147  df-slot 16148  df-base 16150  df-sets 16151  df-ress 16152  df-plusg 16241  df-mulr 16242  df-starv 16243  df-sca 16244  df-vsca 16245  df-ip 16246  df-tset 16247  df-ple 16248  df-ds 16250  df-unif 16251  df-0g 16382  df-imas 16448  df-qus 16449  df-mgm 17522  df-sgrp 17564  df-mnd 17575  df-mhm 17615  df-grp 17706  df-minusg 17707  df-sbg 17708  df-mulg 17822  df-subg 17869  df-nsg 17870  df-eqg 17871  df-ghm 17936  df-cmn 18475  df-abl 18476  df-mgp 18771  df-ur 18783  df-ring 18830  df-cring 18831  df-oppr 18904  df-dvdsr 18922  df-unit 18923  df-rnghom 18998  df-subrg 19061  df-lmod 19148  df-lss 19216  df-lsp 19258  df-sra 19460  df-rgmod 19461  df-lidl 19462  df-rsp 19463  df-2idl 19520  df-cnfld 20034  df-zring 20106  df-zrh 20139  df-zn 20142  df-dchr 25263  df-lgs 25325
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator