Theorem lgsdchr 26858

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 = (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (℩ℎ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿‘𝑚) ∧ ℎ = (𝑚 /L 𝑁))))

Assertion

Ref	Expression
lgsdchr	⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋 ∈ 𝐷 ∧ 𝑋:𝐵⟶ℝ))

Distinct variable groups:   𝑦,𝐵   ℎ,𝑚,𝑦,𝐿   ℎ,𝑁,𝑚,𝑦   𝑦,𝑋   𝑦,𝑍

Allowed substitution hints:   𝐵(ℎ,𝑚)   𝐷(𝑦,ℎ,𝑚)   𝐺(𝑦,ℎ,𝑚)   𝑋(ℎ,𝑚)   𝑍(ℎ,𝑚)

Proof of Theorem lgsdchr

Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iotaex 6517	. . . . . 6 ⊢ (℩ℎ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿‘𝑚) ∧ ℎ = (𝑚 /L 𝑁))) ∈ V
2	1	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (℩ℎ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿‘𝑚) ∧ ℎ = (𝑚 /L 𝑁))) ∈ V)
3		lgsdchr.x	. . . . . 6 ⊢ 𝑋 = (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (℩ℎ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿‘𝑚) ∧ ℎ = (𝑚 /L 𝑁))))
4	3	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋 = (𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (℩ℎ∃𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿‘𝑚) ∧ ℎ = (𝑚 /L 𝑁)))))
5		nnnn0 12479	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
6	5	adantr 482	. . . . . . . 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)
10	7, 8, 9	znzrhfo 21103	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝐿:ℤ–onto→𝐵)
11	6, 10	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝐿:ℤ–onto→𝐵)
12		foelrn 7108	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐿:ℤ–onto→𝐵 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎))
13	11, 12	sylan 581	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎))
14		lgsdchr.g	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐺 = (DChr‘𝑁)
15		lgsdchr.d	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐷 = (Base‘𝐺)
16	14, 7, 15, 8, 9, 3	lgsdchrval 26857	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘𝑎)) = (𝑎 /L 𝑁))
17		simpr 486	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝑎 ∈ ℤ)
18		nnz 12579	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
19	18	ad2antrr 725	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
20		lgscl 26814	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℤ)
21	17, 19, 20	syl2anc 585	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℤ)
22	21	zred 12666	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℝ)
23	16, 22	eqeltrd 2834	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘𝑎)) ∈ ℝ)
24		fveq2 6892	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (𝐿‘𝑎) → (𝑋‘𝑥) = (𝑋‘(𝐿‘𝑎)))
25	24	eleq1d 2819	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = (𝐿‘𝑎) → ((𝑋‘𝑥) ∈ ℝ ↔ (𝑋‘(𝐿‘𝑎)) ∈ ℝ))
26	23, 25	syl5ibrcom 246	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑥 = (𝐿‘𝑎) → (𝑋‘𝑥) ∈ ℝ))
27	26	rexlimdva 3156	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎) → (𝑋‘𝑥) ∈ ℝ))
28	27	imp 408	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎)) → (𝑋‘𝑥) ∈ ℝ)
29	13, 28	syldan 592	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑋‘𝑥) ∈ ℝ)
30	2, 4, 29	fmpt2d 7123	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋:𝐵⟶ℝ)
31		ax-resscn 11167	. . . 4 ⊢ ℝ ⊆ ℂ
32		fss 6735	. . . 4 ⊢ ((𝑋:𝐵⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝑋:𝐵⟶ℂ)
33	30, 31, 32	sylancl 587	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋:𝐵⟶ℂ)
34		eqid 2733	. . . . . 6 ⊢ (Unit‘𝑍) = (Unit‘𝑍)
35	8, 34	unitss 20190	. . . . 5 ⊢ (Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵
36		foelrn 7108	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐿:ℤ–onto→𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿‘𝑏))
37	11, 36	sylan 581	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿‘𝑏))
38	13, 37	anim12dan 620	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)))
39		reeanv 3227	. . . . . . . . 9 ⊢ (∃𝑎 ∈ ℤ ∃𝑏 ∈ ℤ (𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)) ↔ (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)))
40	17	adantrr 716	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑎 ∈ ℤ)
41		simprr 772	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑏 ∈ ℤ)
42	6	adantr 482	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
43		lgsdirnn0 26847	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
44	40, 41, 42, 43	syl3anc 1372	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
45	7	zncrng 21100	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ⊢ (𝑁 ∈ ℕ0 → 𝑍 ∈ CRing)
46	6, 45	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑍 ∈ CRing)
47		crngring 20068	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ⊢ (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
48	46, 47	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑍 ∈ Ring)
49	48	adantr 482	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑍 ∈ Ring)
50	9	zrhrhm 21061	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (𝑍 ∈ Ring → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
51	49, 50	syl 17	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
52		zringbas 21023	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
53		zringmulr 21027	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ · = (.r‘ℤring)
54		eqid 2733	. . . . . . . . . . . . . . . 16 ⊢ (.r‘𝑍) = (.r‘𝑍)
55	52, 53, 54	rhmmul 20264	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) ∧ 𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐿‘𝑎)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝑏)))
56	51, 40, 41, 55	syl3anc 1372	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝐿‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐿‘𝑎)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝑏)))
57	56	fveq2d 6896	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = (𝑋‘((𝐿‘𝑎)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝑏))))
58		zmulcl 12611	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝑎 · 𝑏) ∈ ℤ)
59	14, 7, 15, 8, 9, 3	lgsdchrval 26857	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 · 𝑏) ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
60	58, 59	sylan2 594	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
61	57, 60	eqtr3d 2775	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘((𝐿‘𝑎)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
62	16	adantrr 716	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿‘𝑎)) = (𝑎 /L 𝑁))
63	14, 7, 15, 8, 9, 3	lgsdchrval 26857	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘𝑏)) = (𝑏 /L 𝑁))
64	63	adantrl 715	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿‘𝑏)) = (𝑏 /L 𝑁))
65	62, 64	oveq12d 7427	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑋‘(𝐿‘𝑎)) · (𝑋‘(𝐿‘𝑏))) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
66	44, 61, 65	3eqtr4d 2783	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘((𝐿‘𝑎)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝑏))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝑎)) · (𝑋‘(𝐿‘𝑏))))
67		oveq12 7418	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)) → (𝑥(.r‘𝑍)𝑦) = ((𝐿‘𝑎)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝑏)))
68	67	fveq2d 6896	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = (𝑋‘((𝐿‘𝑎)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝑏))))
69		fveq2 6892	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑦 = (𝐿‘𝑏) → (𝑋‘𝑦) = (𝑋‘(𝐿‘𝑏)))
70	24, 69	oveqan12d 7428	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)) → ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)) = ((𝑋‘(𝐿‘𝑎)) · (𝑋‘(𝐿‘𝑏))))
71	68, 70	eqeq12d 2749	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)) → ((𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)) ↔ (𝑋‘((𝐿‘𝑎)(.r‘𝑍)(𝐿‘𝑏))) = ((𝑋‘(𝐿‘𝑎)) · (𝑋‘(𝐿‘𝑏)))))
72	66, 71	syl5ibrcom 246	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦))))
73	72	rexlimdvva 3212	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ ∃𝑏 ∈ ℤ (𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦))))
74	39, 73	biimtrrid 242	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ((∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿‘𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦))))
75	74	imp 408	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿‘𝑏))) → (𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)))
76	38, 75	syldan 592	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)))
77	76	ralrimivva 3201	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)))
78		ss2ralv 4053	. . . . 5 ⊢ ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥 ∈ 𝐵 ∀𝑦 ∈ 𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)) → ∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦))))
79	35, 77, 78	mpsyl 68	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)))
80		1z 12592	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ ℤ
81	14, 7, 15, 8, 9, 3	lgsdchrval 26857	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (1 /L 𝑁))
82	80, 81	mpan2 690	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (1 /L 𝑁))
83		eqid 2733	. . . . . . . 8 ⊢ (1r‘𝑍) = (1r‘𝑍)
84	9, 83	zrh1 21062	. . . . . . 7 ⊢ (𝑍 ∈ Ring → (𝐿‘1) = (1r‘𝑍))
85	48, 84	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝐿‘1) = (1r‘𝑍))
86	85	fveq2d 6896	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (𝑋‘(1r‘𝑍)))
87	18	adantr 482	. . . . . 6 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
88		1lgs 26843	. . . . . 6 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ → (1 /L 𝑁) = 1)
89	87, 88	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (1 /L 𝑁) = 1)
90	82, 86, 89	3eqtr3d 2781	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(1r‘𝑍)) = 1)
91		lgsne0 26838	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
92	17, 19, 91	syl2anc 585	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
93	92	biimpd 228	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 → (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
94	16	neeq1d 3001	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑋‘(𝐿‘𝑎)) ≠ 0 ↔ (𝑎 /L 𝑁) ≠ 0))
95	7, 34, 9	znunit 21119	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝐿‘𝑎) ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
96	6, 95	sylan 581	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝐿‘𝑎) ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
97	93, 94, 96	3imtr4d 294	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑋‘(𝐿‘𝑎)) ≠ 0 → (𝐿‘𝑎) ∈ (Unit‘𝑍)))
98	24	neeq1d 3001	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (𝐿‘𝑎) → ((𝑋‘𝑥) ≠ 0 ↔ (𝑋‘(𝐿‘𝑎)) ≠ 0))
99		eleq1 2822	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑥 = (𝐿‘𝑎) → (𝑥 ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝐿‘𝑎) ∈ (Unit‘𝑍)))
100	98, 99	imbi12d 345	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑥 = (𝐿‘𝑎) → (((𝑋‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)) ↔ ((𝑋‘(𝐿‘𝑎)) ≠ 0 → (𝐿‘𝑎) ∈ (Unit‘𝑍))))
101	97, 100	syl5ibrcom 246	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑥 = (𝐿‘𝑎) → ((𝑋‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
102	101	rexlimdva 3156	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎) → ((𝑋‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
103	102	imp 408	. . . . . 6 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿‘𝑎)) → ((𝑋‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
104	13, 103	syldan 592	. . . . 5 ⊢ (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((𝑋‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
105	104	ralrimiva 3147	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
106	79, 90, 105	3jca 1129	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r‘𝑍)) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
107		simpl 484	. . . 4 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
108	14, 7, 8, 34, 107, 15	dchrelbas3 26741	. . 3 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋 ∈ 𝐷 ↔ (𝑋:𝐵⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r‘𝑍)𝑦)) = ((𝑋‘𝑥) · (𝑋‘𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r‘𝑍)) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ 𝐵 ((𝑋‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))))
109	33, 106, 108	mpbir2and 712	. 2 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋 ∈ 𝐷)
110	109, 30	jca 513	1 ⊢ ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋 ∈ 𝐷 ∧ 𝑋:𝐵⟶ℝ))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 397   ∧ w3a 1088   = wceq 1542   ∈ wcel 2107   ≠ wne 2941  ∀wral 3062  ∃wrex 3071  Vcvv 3475   ⊆ wss 3949   class class class wbr 5149   ↦ cmpt 5232  ℩cio 6494  ⟶wf 6540  –onto→wfo 6542  ‘cfv 6544  (class class class)co 7409  ℂcc 11108  ℝcr 11109  0cc0 11110  1c1 11111   · cmul 11115  ℕcn 12212  2c2 12267  ℕ₀cn0 12472  ℤcz 12558   ∥ cdvds 16197   gcd cgcd 16435  Basecbs 17144  ._rcmulr 17198  1_rcur 20004  Ringcrg 20056  CRingccrg 20057  Unitcui 20169   RingHom crh 20248  ℤ_ringczring 21017  ℤRHomczrh 21049  ℤ/nℤczn 21052  DChrcdchr 26735   /_L clgs 26797

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-pre-sup 11188  ax-addf 11189  ax-mulf 11190

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-tpos 8211  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-2o 8467  df-oadd 8470  df-er 8703  df-ec 8705  df-qs 8709  df-map 8822  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-sup 9437  df-inf 9438  df-dju 9896  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-div 11872  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-4 12277  df-5 12278  df-6 12279  df-7 12280  df-8 12281  df-9 12282  df-n0 12473  df-xnn0 12545  df-z 12559  df-dec 12678  df-uz 12823  df-q 12933  df-rp 12975  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-fl 13757  df-mod 13835  df-seq 13967  df-exp 14028  df-hash 14291  df-cj 15046  df-re 15047  df-im 15048  df-sqrt 15182  df-abs 15183  df-dvds 16198  df-gcd 16436  df-prm 16609  df-phi 16699  df-pc 16770  df-struct 17080  df-sets 17097  df-slot 17115  df-ndx 17127  df-base 17145  df-ress 17174  df-plusg 17210  df-mulr 17211  df-starv 17212  df-sca 17213  df-vsca 17214  df-ip 17215  df-tset 17216  df-ple 17217  df-ds 17219  df-unif 17220  df-0g 17387  df-imas 17454  df-qus 17455  df-mgm 18561  df-sgrp 18610  df-mnd 18626  df-mhm 18671  df-grp 18822  df-minusg 18823  df-sbg 18824  df-mulg 18951  df-subg 19003  df-nsg 19004  df-eqg 19005  df-ghm 19090  df-cmn 19650  df-abl 19651  df-mgp 19988  df-ur 20005  df-ring 20058  df-cring 20059  df-oppr 20150  df-dvdsr 20171  df-unit 20172  df-rnghom 20251  df-subrg 20317  df-lmod 20473  df-lss 20543  df-lsp 20583  df-sra 20785  df-rgmod 20786  df-lidl 20787  df-rsp 20788  df-2idl 20857  df-cnfld 20945  df-zring 21018  df-zrh 21053  df-zn 21056  df-dchr 26736  df-lgs 26798

This theorem is referenced by: (None)