MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  ply1divmo Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem ply1divmo 26454
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.
StepHypRef Expression
1 ply1divalg.r1 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
21adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ Ring)
3 ply1divalg.p . . . . . . . . . . . . 13 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
43ply1ring 22565 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
52, 4syl 18 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Ring)
6 ringgrp 20464 . . . . . . . . . . 11 (𝑃 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Grp)
75, 6syl 18 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
8 ply1divalg.f . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐵)
98adantr 486 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝐹 ∈ 𝐵)
10 ply1divalg.g1 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐵)
1110adantr 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝐺 ∈ 𝐵)
12 simprl 783 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑞 ∈ 𝐵)
13 ply1divalg.b . . . . . . . . . . . . 13 𝐵 = (Base‘𝑃)
14 ply1divalg.t . . . . . . . . . . . . 13 ∙ = (.r‘𝑃)
1513, 14ringcl 20477 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵) → (𝐺 ∙ 𝑞) ∈ 𝐵)
165, 11, 12, 15syl3anc 1398 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐺 ∙ 𝑞) ∈ 𝐵)
17 ply1divalg.m . . . . . . . . . . . 12 − = (-g‘𝑃)
1813, 17grpsubcl 19230 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ (𝐺 ∙ 𝑞) ∈ 𝐵) → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) ∈ 𝐵)
197, 9, 16, 18syl3anc 1398 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) ∈ 𝐵)
20 simprr 785 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑟 ∈ 𝐵)
2113, 14ringcl 20477 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵) → (𝐺 ∙ 𝑟) ∈ 𝐵)
225, 11, 20, 21syl3anc 1398 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐺 ∙ 𝑟) ∈ 𝐵)
2313, 17grpsubcl 19230 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝐹 ∈ 𝐵 ∧ (𝐺 ∙ 𝑟) ∈ 𝐵) → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)) ∈ 𝐵)
247, 9, 22, 23syl3anc 1398 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)) ∈ 𝐵)
2513, 17grpsubcl 19230 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Grp ∧ (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) ∈ 𝐵 ∧ (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)) ∈ 𝐵) → ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ 𝐵)
267, 19, 24, 25syl3anc 1398 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ 𝐵)
27 ply1divalg.d . . . . . . . . . 10 𝐷 = (deg1‘𝑅)
2827, 3, 13deg1xrcl 26400 . . . . . . . . 9 (((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ 𝐵 → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ∈ ℝ*)
2926, 28syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ∈ ℝ*)
3027, 3, 13deg1xrcl 26400 . . . . . . . . . 10 ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)) ∈ 𝐵 → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ ℝ*)
3124, 30syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) ∈ ℝ*)
3227, 3, 13deg1xrcl 26400 . . . . . . . . . 10 ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) ∈ 𝐵 → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ∈ ℝ*)
3319, 32syl 18 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ∈ ℝ*)
3431, 33ifcld 4529 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → if((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) ≤ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))), (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)))) ∈ ℝ*)
3527, 3, 13deg1xrcl 26400 . . . . . . . . 9 (𝐺 ∈ 𝐵 → (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ*)
3611, 35syl 18 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ*)
3729, 34, 363jca 1146 . . . . . . 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*))
3837adantr 486 . . . . . 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*))
393, 27, 2, 13, 17, 19, 24deg1suble 26425 . . . . . . . 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)))))
4039adantr 486 . . . . . . 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 13311 . . . . . . . . 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))))
4233, 31, 36, 41syl3anc 1398 . . . . . . . 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))))
4342biimpar 483 . . . . . . 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))
4440, 43jca 521 . . . . . 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 13285 . . . . . 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)))
4638, 44, 45sylc 66 . . . . 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))
4746ex 418 . . . 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)
5027, 3, 49, 13deg1nn0cl 26406 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐺 ∈ 𝐵 ∧ 𝐺 ≠ 0 ) → (𝐷‘𝐺) ∈ ℕ0)
511, 10, 48, 50syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (𝐷‘𝐺) ∈ ℕ0)
5251ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ∈ ℕ0)
5352nn0red 12668 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ∈ ℝ)
541ad2antrr 739 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → 𝑅 ∈ Ring)
5513, 17grpsubcl 19230 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝑟 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵) → (𝑟 − 𝑞) ∈ 𝐵)
567, 20, 12, 55syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑟 − 𝑞) ∈ 𝐵)
5756adantr 486 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝑟 − 𝑞) ∈ 𝐵)
5813, 49, 17grpsubeq0 19236 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝑟 ∈ 𝐵 ∧ 𝑞 ∈ 𝐵) → ((𝑟 − 𝑞) = 0 ↔ 𝑟 = 𝑞))
597, 20, 12, 58syl3anc 1398 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑟 − 𝑞) = 0 ↔ 𝑟 = 𝑞))
60 equcom 2051 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑟 = 𝑞 ↔ 𝑞 = 𝑟)
6159, 60bitrdi 290 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑟 − 𝑞) = 0 ↔ 𝑞 = 𝑟))
6261necon3bid 3000 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑟 − 𝑞) ≠ 0 ↔ 𝑞 ≠ 𝑟))
6362biimpar 483 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝑟 − 𝑞) ≠ 0 )
6427, 3, 49, 13deg1nn0cl 26406 . . . . . . . . . . 11 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑟 − 𝑞) ∈ 𝐵 ∧ (𝑟 − 𝑞) ≠ 0 ) → (𝐷‘(𝑟 − 𝑞)) ∈ ℕ0)
6554, 57, 63, 64syl3anc 1398 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘(𝑟 − 𝑞)) ∈ ℕ0)
66 nn0addge1 12652 . . . . . . . . . 10 (((𝐷‘𝐺) ∈ ℝ ∧ (𝐷‘(𝑟 − 𝑞)) ∈ ℕ0) → (𝐷‘𝐺) ≤ ((𝐷‘𝐺) + (𝐷‘(𝑟 − 𝑞))))
6753, 65, 66syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ≤ ((𝐷‘𝐺) + (𝐷‘(𝑟 − 𝑞))))
68 ply1divmo.e . . . . . . . . . 10 𝐸 = (RLReg‘𝑅)
6910ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → 𝐺 ∈ 𝐵)
7048ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → 𝐺 ≠ 0 )
71 ply1divmo.g3 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((coe1‘𝐺)‘(𝐷‘𝐺)) ∈ 𝐸)
7271ad2antrr 739 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → ((coe1‘𝐺)‘(𝐷‘𝐺)) ∈ 𝐸)
7327, 3, 68, 13, 14, 49, 54, 69, 70, 72, 57, 63deg1mul2 26432 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘(𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞))) = ((𝐷‘𝐺) + (𝐷‘(𝑟 − 𝑞))))
7467, 73breqtrrd 5133 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ≤ (𝐷‘(𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞))))
75 ringabl 20510 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑃 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Abel)
765, 75syl 18 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Abel)
7713, 17, 76, 9, 16, 22ablnnncan1 20037 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) = ((𝐺 ∙ 𝑟) − (𝐺 ∙ 𝑞)))
7813, 14, 17, 5, 11, 20, 12ringsubdi 20538 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞)) = ((𝐺 ∙ 𝑟) − (𝐺 ∙ 𝑞)))
7977, 78eqtr4d 2799 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) = (𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞)))
8079fveq2d 6889 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) = (𝐷‘(𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞))))
8180adantr 486 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) = (𝐷‘(𝐺 ∙ (𝑟 − 𝑞))))
8274, 81breqtrrd 5133 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → (𝐷‘𝐺) ≤ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))))
8336, 29xrlenltd 11375 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐷‘𝐺) ≤ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) ↔ ¬ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺)))
8483adantr 486 . . . . . . 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)))
8582, 84mpbid 235 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝑞 ≠ 𝑟) → ¬ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺))
8685ex 418 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑞 ≠ 𝑟 → ¬ (𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺)))
8786necon4ad 2975 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐷‘((𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) − (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))) < (𝐷‘𝐺) → 𝑞 = 𝑟))
8847, 87syld 48 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺)) → 𝑞 = 𝑟))
8988ralrimivva 3206 . 2 (𝜑 → ∀𝑞 ∈ 𝐵 ∀𝑟 ∈ 𝐵 (((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ∧ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺)) → 𝑞 = 𝑟))
90 oveq2 7428 . . . . . 6 (𝑞 = 𝑟 → (𝐺 ∙ 𝑞) = (𝐺 ∙ 𝑟))
9190oveq2d 7436 . . . . 5 (𝑞 = 𝑟 → (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞)) = (𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟)))
9291fveq2d 6889 . . . 4 (𝑞 = 𝑟 → (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) = (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))))
9392breq1d 5113 . . 3 (𝑞 = 𝑟 → ((𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺) ↔ (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑟))) < (𝐷‘𝐺)))
9493rmo4 3688 . 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))
9589, 94sylibr 237 1 (𝜑 → ∃*𝑞 ∈ 𝐵 (𝐷‘(𝐹 − (𝐺 ∙ 𝑞))) < (𝐷‘𝐺))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2956  ∀wral 3077  ∃*wrmo 3365  ifcif 4482   class class class wbr 5103  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  ℝcr 11199   + caddc 11203  ℝ*cxr 11342   < clt 11343   ≤ cle 11344  ℕ0cn0 12606  Basecbs 17387  .rcmulr 17429  0gc0g 17610  Grpcgrp 19144  -gcsg 19146  Abelcabl 19995  Ringcrg 20459  RLRegcrlreg 20943  Poly1cpl1 22495  coe1cco1 22496  deg1cdg1 26372
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277  ax-pre-sup 11278  ax-addf 11279
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-ofr 7694  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-tpos 8243  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-sup 9434  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-hash 14475  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-starv 17443  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-unif 17451  df-hom 17452  df-cco 17453  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-prds 17618  df-pws 17620  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-mulg 19278  df-subg 19333  df-ghm 19428  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-cring 20462  df-oppr 20567  df-dvdsr 20587  df-unit 20588  df-invr 20618  df-subrng 20798  df-subrg 20822  df-rlreg 20946  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-cnfld 21679  df-psr 22217  df-mpl 22219  df-opsr 22221  df-psr1 22498  df-ply1 22500  df-coe1 22501  df-mdeg 26373  df-deg1 26374
This theorem is used by:  ply1divalg  26456
  Copyright terms: Public domain W3C validator