MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lgsqrlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lgsqrlem3 27236
Description: Lemma for lgsqr 27239. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lgsqr.y 𝑌 = (ℤ/nℤ‘𝑃)
lgsqr.s 𝑆 = (Poly1𝑌)
lgsqr.b 𝐵 = (Base‘𝑆)
lgsqr.d 𝐷 = ( deg1𝑌)
lgsqr.o 𝑂 = (eval1𝑌)
lgsqr.e = (.g‘(mulGrp‘𝑆))
lgsqr.x 𝑋 = (var1𝑌)
lgsqr.m = (-g𝑆)
lgsqr.u 1 = (1r𝑆)
lgsqr.t 𝑇 = ((((𝑃 − 1) / 2) 𝑋) 1 )
lgsqr.l 𝐿 = (ℤRHom‘𝑌)
lgsqr.1 (𝜑𝑃 ∈ (ℙ ∖ {2}))
lgsqr.g 𝐺 = (𝑦 ∈ (1...((𝑃 − 1) / 2)) ↦ (𝐿‘(𝑦↑2)))
lgsqr.3 (𝜑𝐴 ∈ ℤ)
lgsqr.4 (𝜑 → (𝐴 /L 𝑃) = 1)
Assertion
Ref Expression
lgsqrlem3 (𝜑 → (𝐿𝐴) ∈ ((𝑂𝑇) “ {(0g𝑌)}))
Distinct variable groups:   𝑦,𝑂   𝑦,𝑃   𝜑,𝑦   𝑦,𝑇   𝑦,𝐿   𝑦,𝑌
Allowed substitution hints:   𝐴(𝑦)   𝐵(𝑦)   𝐷(𝑦)   𝑆(𝑦)   1 (𝑦)   (𝑦)   𝐺(𝑦)   (𝑦)   𝑋(𝑦)

Proof of Theorem lgsqrlem3
StepHypRef Expression
1 lgsqr.1 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑃 ∈ (ℙ ∖ {2}))
21eldifad 3955 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
3 lgsqr.y . . . . . . . . . 10 𝑌 = (ℤ/nℤ‘𝑃)
43znfld 21455 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑌 ∈ Field)
52, 4syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑌 ∈ Field)
6 fldidom 21219 . . . . . . . 8 (𝑌 ∈ Field → 𝑌 ∈ IDomn)
75, 6syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑌 ∈ IDomn)
8 isidom 21216 . . . . . . . 8 (𝑌 ∈ IDomn ↔ (𝑌 ∈ CRing ∧ 𝑌 ∈ Domn))
98simplbi 497 . . . . . . 7 (𝑌 ∈ IDomn → 𝑌 ∈ CRing)
107, 9syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑌 ∈ CRing)
11 crngring 20150 . . . . . 6 (𝑌 ∈ CRing → 𝑌 ∈ Ring)
1210, 11syl 17 . . . . 5 (𝜑𝑌 ∈ Ring)
13 lgsqr.l . . . . . 6 𝐿 = (ℤRHom‘𝑌)
1413zrhrhm 21398 . . . . 5 (𝑌 ∈ Ring → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑌))
1512, 14syl 17 . . . 4 (𝜑𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑌))
16 zringbas 21340 . . . . 5 ℤ = (Base‘ℤring)
17 eqid 2726 . . . . 5 (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
1816, 17rhmf 20387 . . . 4 (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑌) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑌))
1915, 18syl 17 . . 3 (𝜑𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑌))
20 lgsqr.3 . . 3 (𝜑𝐴 ∈ ℤ)
2119, 20ffvelcdmd 7081 . 2 (𝜑 → (𝐿𝐴) ∈ (Base‘𝑌))
22 lgsqr.s . . 3 𝑆 = (Poly1𝑌)
23 lgsqr.b . . 3 𝐵 = (Base‘𝑆)
24 lgsqr.d . . 3 𝐷 = ( deg1𝑌)
25 lgsqr.o . . 3 𝑂 = (eval1𝑌)
26 lgsqr.e . . 3 = (.g‘(mulGrp‘𝑆))
27 lgsqr.x . . 3 𝑋 = (var1𝑌)
28 lgsqr.m . . 3 = (-g𝑆)
29 lgsqr.u . . 3 1 = (1r𝑆)
30 lgsqr.t . . 3 𝑇 = ((((𝑃 − 1) / 2) 𝑋) 1 )
31 lgsvalmod 27204 . . . . 5 ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ (ℙ ∖ {2})) → ((𝐴 /L 𝑃) mod 𝑃) = ((𝐴↑((𝑃 − 1) / 2)) mod 𝑃))
3220, 1, 31syl2anc 583 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 /L 𝑃) mod 𝑃) = ((𝐴↑((𝑃 − 1) / 2)) mod 𝑃))
33 lgsqr.4 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 /L 𝑃) = 1)
3433oveq1d 7420 . . . 4 (𝜑 → ((𝐴 /L 𝑃) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃))
3532, 34eqtr3d 2768 . . 3 (𝜑 → ((𝐴↑((𝑃 − 1) / 2)) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃))
363, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 13, 1, 20, 35lgsqrlem1 27234 . 2 (𝜑 → ((𝑂𝑇)‘(𝐿𝐴)) = (0g𝑌))
37 eqid 2726 . . . . 5 (𝑌s (Base‘𝑌)) = (𝑌s (Base‘𝑌))
38 eqid 2726 . . . . 5 (Base‘(𝑌s (Base‘𝑌))) = (Base‘(𝑌s (Base‘𝑌)))
39 fvexd 6900 . . . . 5 (𝜑 → (Base‘𝑌) ∈ V)
4025, 22, 37, 17evl1rhm 22206 . . . . . . . 8 (𝑌 ∈ CRing → 𝑂 ∈ (𝑆 RingHom (𝑌s (Base‘𝑌))))
4110, 40syl 17 . . . . . . 7 (𝜑𝑂 ∈ (𝑆 RingHom (𝑌s (Base‘𝑌))))
4223, 38rhmf 20387 . . . . . . 7 (𝑂 ∈ (𝑆 RingHom (𝑌s (Base‘𝑌))) → 𝑂:𝐵⟶(Base‘(𝑌s (Base‘𝑌))))
4341, 42syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝑂:𝐵⟶(Base‘(𝑌s (Base‘𝑌))))
4422ply1ring 22121 . . . . . . . . . 10 (𝑌 ∈ Ring → 𝑆 ∈ Ring)
4512, 44syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑆 ∈ Ring)
46 ringgrp 20143 . . . . . . . . 9 (𝑆 ∈ Ring → 𝑆 ∈ Grp)
4745, 46syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑𝑆 ∈ Grp)
48 eqid 2726 . . . . . . . . . 10 (mulGrp‘𝑆) = (mulGrp‘𝑆)
4948, 23mgpbas 20045 . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘(mulGrp‘𝑆))
5048ringmgp 20144 . . . . . . . . . 10 (𝑆 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑆) ∈ Mnd)
5145, 50syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (mulGrp‘𝑆) ∈ Mnd)
52 oddprm 16752 . . . . . . . . . . 11 (𝑃 ∈ (ℙ ∖ {2}) → ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℕ)
531, 52syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℕ)
5453nnnn0d 12536 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((𝑃 − 1) / 2) ∈ ℕ0)
5527, 22, 23vr1cl 22091 . . . . . . . . . 10 (𝑌 ∈ Ring → 𝑋𝐵)
5612, 55syl 17 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑋𝐵)
5749, 26, 51, 54, 56mulgnn0cld 19022 . . . . . . . 8 (𝜑 → (((𝑃 − 1) / 2) 𝑋) ∈ 𝐵)
5823, 29ringidcl 20165 . . . . . . . . 9 (𝑆 ∈ Ring → 1𝐵)
5945, 58syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑1𝐵)
6023, 28grpsubcl 18948 . . . . . . . 8 ((𝑆 ∈ Grp ∧ (((𝑃 − 1) / 2) 𝑋) ∈ 𝐵1𝐵) → ((((𝑃 − 1) / 2) 𝑋) 1 ) ∈ 𝐵)
6147, 57, 59, 60syl3anc 1368 . . . . . . 7 (𝜑 → ((((𝑃 − 1) / 2) 𝑋) 1 ) ∈ 𝐵)
6230, 61eqeltrid 2831 . . . . . 6 (𝜑𝑇𝐵)
6343, 62ffvelcdmd 7081 . . . . 5 (𝜑 → (𝑂𝑇) ∈ (Base‘(𝑌s (Base‘𝑌))))
6437, 17, 38, 5, 39, 63pwselbas 17444 . . . 4 (𝜑 → (𝑂𝑇):(Base‘𝑌)⟶(Base‘𝑌))
6564ffnd 6712 . . 3 (𝜑 → (𝑂𝑇) Fn (Base‘𝑌))
66 fniniseg 7055 . . 3 ((𝑂𝑇) Fn (Base‘𝑌) → ((𝐿𝐴) ∈ ((𝑂𝑇) “ {(0g𝑌)}) ↔ ((𝐿𝐴) ∈ (Base‘𝑌) ∧ ((𝑂𝑇)‘(𝐿𝐴)) = (0g𝑌))))
6765, 66syl 17 . 2 (𝜑 → ((𝐿𝐴) ∈ ((𝑂𝑇) “ {(0g𝑌)}) ↔ ((𝐿𝐴) ∈ (Base‘𝑌) ∧ ((𝑂𝑇)‘(𝐿𝐴)) = (0g𝑌))))
6821, 36, 67mpbir2and 710 1 (𝜑 → (𝐿𝐴) ∈ ((𝑂𝑇) “ {(0g𝑌)}))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395   = wceq 1533  wcel 2098  Vcvv 3468  cdif 3940  {csn 4623  cmpt 5224  ccnv 5668  cima 5672   Fn wfn 6532  wf 6533  cfv 6537  (class class class)co 7405  1c1 11113  cmin 11448   / cdiv 11875  cn 12216  2c2 12271  cz 12562  ...cfz 13490   mod cmo 13840  cexp 14032  cprime 16615  Basecbs 17153  0gc0g 17394  s cpws 17401  Mndcmnd 18667  Grpcgrp 18863  -gcsg 18865  .gcmg 18995  mulGrpcmgp 20039  1rcur 20086  Ringcrg 20138  CRingccrg 20139   RingHom crh 20371  Fieldcfield 20588  Domncdomn 21190  IDomncidom 21191  ringczring 21333  ℤRHomczrh 21386  ℤ/nczn 21389  var1cv1 22050  Poly1cpl1 22051  eval1ce1 22188   deg1 cdg1 25942   /L clgs 27182
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7722  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189  ax-pre-sup 11190  ax-addf 11191  ax-mulf 11192
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-se 5625  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6294  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6489  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7667  df-ofr 7668  df-om 7853  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8147  df-tpos 8212  df-frecs 8267  df-wrecs 8298  df-recs 8372  df-rdg 8411  df-1o 8467  df-2o 8468  df-oadd 8471  df-er 8705  df-ec 8707  df-qs 8711  df-map 8824  df-pm 8825  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-sup 9439  df-inf 9440  df-oi 9507  df-dju 9898  df-card 9936  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-div 11876  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-xnn0 12549  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-q 12937  df-rp 12981  df-fz 13491  df-fzo 13634  df-fl 13763  df-mod 13841  df-seq 13973  df-exp 14033  df-hash 14296  df-cj 15052  df-re 15053  df-im 15054  df-sqrt 15188  df-abs 15189  df-dvds 16205  df-gcd 16443  df-prm 16616  df-phi 16708  df-pc 16779  df-struct 17089  df-sets 17106  df-slot 17124  df-ndx 17136  df-base 17154  df-ress 17183  df-plusg 17219  df-mulr 17220  df-starv 17221  df-sca 17222  df-vsca 17223  df-ip 17224  df-tset 17225  df-ple 17226  df-ds 17228  df-unif 17229  df-hom 17230  df-cco 17231  df-0g 17396  df-gsum 17397  df-prds 17402  df-pws 17404  df-imas 17463  df-qus 17464  df-mre 17539  df-mrc 17540  df-acs 17542  df-mgm 18573  df-sgrp 18652  df-mnd 18668  df-mhm 18713  df-submnd 18714  df-grp 18866  df-minusg 18867  df-sbg 18868  df-mulg 18996  df-subg 19050  df-nsg 19051  df-eqg 19052  df-ghm 19139  df-cntz 19233  df-cmn 19702  df-abl 19703  df-mgp 20040  df-rng 20058  df-ur 20087  df-srg 20092  df-ring 20140  df-cring 20141  df-oppr 20236  df-dvdsr 20259  df-unit 20260  df-invr 20290  df-dvr 20303  df-rhm 20374  df-nzr 20415  df-subrng 20446  df-subrg 20471  df-drng 20589  df-field 20590  df-lmod 20708  df-lss 20779  df-lsp 20819  df-sra 21021  df-rgmod 21022  df-lidl 21067  df-rsp 21068  df-2idl 21107  df-rlreg 21193  df-domn 21194  df-idom 21195  df-cnfld 21241  df-zring 21334  df-zrh 21390  df-zn 21393  df-assa 21748  df-asp 21749  df-ascl 21750  df-psr 21803  df-mvr 21804  df-mpl 21805  df-opsr 21807  df-evls 21977  df-evl 21978  df-psr1 22054  df-vr1 22055  df-ply1 22056  df-evl1 22190  df-lgs 27183
This theorem is referenced by:  lgsqrlem4  27237
  Copyright terms: Public domain W3C validator