Theorem ply1divmo 25644

Description: Uniqueness of a quotient in a polynomial division. For polynomials 𝐹, 𝐺 such that 𝐺 ≠ 0 and the leading coefficient of 𝐺 is not a zero divisor, there is at most one polynomial 𝑞 which satisfies 𝐹 = (𝐺 · 𝑞) + 𝑟 where the degree of 𝑟 is less than the degree of 𝐺. (Contributed by Stefan O'Rear, 26-Mar-2015.) (Revised by NM, 17-Jun-2017.)

Hypotheses

Ref	Expression
ply1divalg.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
ply1divalg.d	⊢ 𝐷 = ( deg1 ‘𝑅)
ply1divalg.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
ply1divalg.m	⊢ − = (-g‘𝑃)
ply1divalg.z	⊢ 0 = (0g‘𝑃)
ply1divalg.t	⊢ ∙ = (.r‘𝑃)
ply1divalg.r1	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
ply1divalg.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐵)
ply1divalg.g1	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐵)
ply1divalg.g2	⊢ (𝜑 → 𝐺 ≠ 0 )
ply1divmo.g3	⊢ (𝜑 → ((coe1‘𝐺)‘(𝐷‘𝐺)) ∈ 𝐸)
ply1divmo.e	⊢ 𝐸 = (RLReg‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
ply1divmo	⊢ (𝜑 → ∃*𝑞 ∈ 𝐵 (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺))

Distinct variable groups:   𝜑,𝑞   𝐵,𝑞   𝐷,𝑞   𝐹,𝑞   𝐺,𝑞   − ,𝑞   ∙ ,𝑞

Allowed substitution hints:   𝑃(𝑞)   𝑅(𝑞)   𝐸(𝑞)   0 (𝑞)

Proof of Theorem ply1divmo

Dummy variable 𝑟 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		ply1divalg.r1	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
2	1	adantr 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ Ring)
3		ply1divalg.p	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
4	3	ply1ring 21761	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
5	2, 4	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Ring)
6		ringgrp 20054	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑃 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Grp)
7	5, 6	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
8		ply1divalg.f	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐵)
9	8	adantr 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝐹 ∈ 𝐵)
10		ply1divalg.g1	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐵)
11	10	adantr 481	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝐺 ∈ 𝐵)
12		simprl 769	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑞 ∈ 𝐵)
13		ply1divalg.b	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
14		ply1divalg.t	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ∙ = (.r‘𝑃)
15	13, 14	ringcl 20066	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵) → (𝐺 ∙ 𝑞) ∈ 𝐵)
16	5, 11, 12, 15	syl3anc 1371	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐺 ∙ 𝑞) ∈ 𝐵)
17		ply1divalg.m	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ − = (-g‘𝑃)
18	13, 17	grpsubcl 18899	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ (𝐺 ∙ 𝑞) ∈ 𝐵) → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) ∈ 𝐵)
19	7, 9, 16, 18	syl3anc 1371	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) ∈ 𝐵)
20		simprr 771	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑟 ∈ 𝐵)
21	13, 14	ringcl 20066	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵) → (𝐺 ∙ 𝑟) ∈ 𝐵)
22	5, 11, 20, 21	syl3anc 1371	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐺 ∙ 𝑟) ∈ 𝐵)
23	13, 17	grpsubcl 18899	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ (𝐺 ∙ 𝑟) ∈ 𝐵) → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)) ∈ 𝐵)
24	7, 9, 22, 23	syl3anc 1371	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)) ∈ 𝐵)
25	13, 17	grpsubcl 18899	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) ∈ 𝐵 ∧ (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)) ∈ 𝐵) → ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ 𝐵)
26	7, 19, 24, 25	syl3anc 1371	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ 𝐵)
27		ply1divalg.d	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐷 = ( deg1 ‘𝑅)
28	27, 3, 13	deg1xrcl 25591	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ 𝐵 → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ∈ ℝ*)
29	26, 28	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ∈ ℝ*)
30	27, 3, 13	deg1xrcl 25591	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)) ∈ 𝐵 → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ ℝ*)
31	24, 30	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ ℝ*)
32	27, 3, 13	deg1xrcl 25591	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) ∈ 𝐵 → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ∈ ℝ*)
33	19, 32	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ∈ ℝ*)
34	31, 33	ifcld 4573	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) ∈ ℝ*)
35	27, 3, 13	deg1xrcl 25591	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝐺 ∈ 𝐵 → (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ*)
36	11, 35	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ*)
37	29, 34, 36	3jca 1128	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ∈ ℝ* ∧ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) ∈ ℝ* ∧ (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ*))
38	37	adantr 481	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺))) → ((𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ∈ ℝ* ∧ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) ∈ ℝ* ∧ (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ*))
39	3, 27, 2, 13, 17, 19, 24	deg1suble 25616	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ≤ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))))
40	39	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺))) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ≤ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))))
41		xrmaxlt 13156	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ∈ ℝ* ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ ℝ* ∧ (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ*) → (if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) < (𝐷‘𝐺) ↔ ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺))))
42	33, 31, 36, 41	syl3anc 1371	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) < (𝐷‘𝐺) ↔ ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺))))
43	42	biimpar 478	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺))) → if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) < (𝐷‘𝐺))
44	40, 43	jca 512	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺))) → ((𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ≤ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) ∧ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) < (𝐷‘𝐺)))
45		xrlelttr 13131	. . . . . 6 ⊢ (((𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ∈ ℝ* ∧ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) ∈ ℝ* ∧ (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ*) → (((𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ≤ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) ∧ if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) < (𝐷‘𝐺)) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺)))
46	38, 44, 45	sylc 65	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺))) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺))
47	46	ex 413	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺)) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺)))
48		ply1divalg.g2	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ≠ 0 )
49		ply1divalg.z	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ 0 = (0g‘𝑃)
50	27, 3, 49, 13	deg1nn0cl 25597	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ≠ 0 ) → (𝐷‘𝐺) ∈ ℕ0)
51	1, 10, 48, 50	syl3anc 1371	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (𝜑 → (𝐷‘𝐺) ∈ ℕ0)
52	51	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ∈ ℕ0)
53	52	nn0red 12529	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ)
54	1	ad2antrr 724	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → 𝑅 ∈ Ring)
55	13, 17	grpsubcl 18899	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝑟 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵) → (𝑟 − 𝑞) ∈ 𝐵)
56	7, 20, 12, 55	syl3anc 1371	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑟 − 𝑞) ∈ 𝐵)
57	56	adantr 481	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝑟 − 𝑞) ∈ 𝐵)
58	13, 49, 17	grpsubeq0 18905	. . . . . . . . . . . . . . 15 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝑟 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵) → ((𝑟 − 𝑞) = 0 ↔ 𝑟 = 𝑞))
59	7, 20, 12, 58	syl3anc 1371	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑟 − 𝑞) = 0 ↔ 𝑟 = 𝑞))
60		equcom 2021	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝑟 = 𝑞 ↔ 𝑞 = 𝑟)
61	59, 60	bitrdi 286	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑟 − 𝑞) = 0 ↔ 𝑞 = 𝑟))
62	61	necon3bid 2985	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑟 − 𝑞) ≠ 0 ↔ 𝑞 ≠ 𝑟))
63	62	biimpar 478	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝑟 − 𝑞) ≠ 0 )
64	27, 3, 49, 13	deg1nn0cl 25597	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑟 − 𝑞) ∈ 𝐵 ∧ (𝑟 − 𝑞) ≠ 0 ) → (𝐷‘(𝑟 − 𝑞)) ∈ ℕ0)
65	54, 57, 63, 64	syl3anc 1371	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘(𝑟 − 𝑞)) ∈ ℕ0)
66		nn0addge1 12514	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝐷‘𝐺) ∈ ℝ ∧ (𝐷‘(𝑟 − 𝑞)) ∈ ℕ0) → (𝐷‘𝐺) ≤ ((𝐷‘𝐺) + (𝐷‘(𝑟 − 𝑞))))
67	53, 65, 66	syl2anc 584	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ≤ ((𝐷‘𝐺) + (𝐷‘(𝑟 − 𝑞))))
68		ply1divmo.e	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐸 = (RLReg‘𝑅)
69	10	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → 𝐺 ∈ 𝐵)
70	48	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → 𝐺 ≠ 0 )
71		ply1divmo.g3	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → ((coe1‘𝐺)‘(𝐷‘𝐺)) ∈ 𝐸)
72	71	ad2antrr 724	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → ((coe1‘𝐺)‘(𝐷‘𝐺)) ∈ 𝐸)
73	27, 3, 68, 13, 14, 49, 54, 69, 70, 72, 57, 63	deg1mul2 25623	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘(𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞))) = ((𝐷‘𝐺) + (𝐷‘(𝑟 − 𝑞))))
74	67, 73	breqtrrd 5175	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ≤ (𝐷‘(𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞))))
75		ringabl 20091	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝑃 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Abel)
76	5, 75	syl 17	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Abel)
77	13, 17, 76, 9, 16, 22	ablnnncan1 19685	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) = ((𝐺 ∙ 𝑟) − (𝐺 ∙ 𝑞)))
78	13, 14, 17, 5, 11, 20, 12	ringsubdi 20112	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞)) = ((𝐺 ∙ 𝑟) − (𝐺 ∙ 𝑞)))
79	77, 78	eqtr4d 2775	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) = (𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞)))
80	79	fveq2d 6892	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) = (𝐷‘(𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞))))
81	80	adantr 481	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) = (𝐷‘(𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞))))
82	74, 81	breqtrrd 5175	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ≤ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))))
83	36, 29	xrlenltd 11276	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐷‘𝐺) ≤ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ↔ ¬ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺)))
84	83	adantr 481	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → ((𝐷‘𝐺) ≤ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ↔ ¬ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺)))
85	82, 84	mpbid 231	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → ¬ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺))
86	85	ex 413	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑞 ≠ 𝑟 → ¬ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺)))
87	86	necon4ad 2959	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺) → 𝑞 = 𝑟))
88	47, 87	syld 47	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺)) → 𝑞 = 𝑟))
89	88	ralrimivva 3200	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ 𝐵 ∀𝑟 ∈ 𝐵 (((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺)) → 𝑞 = 𝑟))
90		oveq2 7413	. . . . . 6 ⊢ (𝑞 = 𝑟 → (𝐺 ∙ 𝑞) = (𝐺 ∙ 𝑟))
91	90	oveq2d 7421	. . . . 5 ⊢ (𝑞 = 𝑟 → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) = (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))
92	91	fveq2d 6892	. . . 4 ⊢ (𝑞 = 𝑟 → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) = (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))))
93	92	breq1d 5157	. . 3 ⊢ (𝑞 = 𝑟 → ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ↔ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺)))
94	93	rmo4 3725	. 2 ⊢ (∃*𝑞 ∈ 𝐵 (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ↔ ∀𝑞 ∈ 𝐵 ∀𝑟 ∈ 𝐵 (((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺)) → 𝑞 = 𝑟))
95	89, 94	sylibr 233	1 ⊢ (𝜑 → ∃*𝑞 ∈ 𝐵 (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺))

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1087   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   ≠ wne 2940  ∀wral 3061  ∃*wrmo 3375  ifcif 4527   class class class wbr 5147  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  ℝcr 11105   + caddc 11109  ℝ^*cxr 11243   < clt 11244   ≤ cle 11245  ℕ₀cn0 12468  Basecbs 17140  ._rcmulr 17194  0_gc0g 17381  Grpcgrp 18815  -_gcsg 18817  Abelcabl 19643  Ringcrg 20049  RLRegcrlreg 20887  Poly₁cpl1 21692  coe₁cco1 21693   deg₁ cdg1 25560

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 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183  ax-pre-sup 11184  ax-addf 11185  ax-mulf 11186

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 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-tp 4632  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-iin 4999  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-se 5631  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7666  df-ofr 7667  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-tpos 8207  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-map 8818  df-pm 8819  df-ixp 8888  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-fsupp 9358  df-sup 9433  df-oi 9501  df-card 9930  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-7 12276  df-8 12277  df-9 12278  df-n0 12469  df-z 12555  df-dec 12674  df-uz 12819  df-fz 13481  df-fzo 13624  df-seq 13963  df-hash 14287  df-struct 17076  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-mulr 17207  df-starv 17208  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-ip 17211  df-tset 17212  df-ple 17213  df-ds 17215  df-unif 17216  df-hom 17217  df-cco 17218  df-0g 17383  df-gsum 17384  df-prds 17389  df-pws 17391  df-mre 17526  df-mrc 17527  df-acs 17529  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-mhm 18667  df-submnd 18668  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-mulg 18945  df-subg 18997  df-ghm 19084  df-cntz 19175  df-cmn 19644  df-abl 19645  df-mgp 19982  df-ur 19999  df-ring 20051  df-cring 20052  df-oppr 20142  df-dvdsr 20163  df-unit 20164  df-invr 20194  df-subrg 20353  df-lmod 20465  df-lss 20535  df-rlreg 20891  df-cnfld 20937  df-psr 21453  df-mpl 21455  df-opsr 21457  df-psr1 21695  df-ply1 21697  df-coe1 21698  df-mdeg 25561  df-deg1 25562

This theorem is referenced by:  ply1divalg  25646