Theorem primrootsunit 42590

Description: Primitive roots have left inverses. (Contributed by metakunt, 25-Apr-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
primrootsunit.1	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CMnd)
primrootsunit.2	⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ)
primrootsunit.3	⊢ 𝑈 = {𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∣ ∃𝑖 ∈ (Base‘𝑅)(𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)}

Assertion

Ref	Expression
primrootsunit	⊢ (𝜑 → ((𝑅 PrimRoots 𝐾) = ((𝑅 ↾s 𝑈) PrimRoots 𝐾) ∧ (𝑅 ↾s 𝑈) ∈ Abel))

Distinct variable group:   𝑅,𝑎,𝑖

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑖,𝑎)   𝑈(𝑖,𝑎)   𝐾(𝑖,𝑎)

Proof of Theorem primrootsunit

Dummy variable 𝑗 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		primrootsunit.1	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CMnd)
2		primrootsunit.2	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ ℕ)
3		primrootsunit.3	. . 3 ⊢ 𝑈 = {𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∣ ∃𝑖 ∈ (Base‘𝑅)(𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)}
4		nfv 1921	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑗(𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)
5		nfv 1921	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑖(𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)
6		oveq1 7370	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → (𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (𝑗(+g‘𝑅)𝑎))
7	6	eqeq1d 2742	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → ((𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅) ↔ (𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)))
8	4, 5, 7	cbvrexw 3283	. . . 4 ⊢ (∃𝑖 ∈ (Base‘𝑅)(𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅) ↔ ∃𝑗 ∈ (Base‘𝑅)(𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅))
9	8	rabbii 3397	. . 3 ⊢ {𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∣ ∃𝑖 ∈ (Base‘𝑅)(𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)} = {𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∣ ∃𝑗 ∈ (Base‘𝑅)(𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)}
10	3, 9	eqtri 2763	. 2 ⊢ 𝑈 = {𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∣ ∃𝑗 ∈ (Base‘𝑅)(𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)}
11	1, 2, 10	primrootsunit1 42589	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑅 PrimRoots 𝐾) = ((𝑅 ↾s 𝑈) PrimRoots 𝐾) ∧ (𝑅 ↾s 𝑈) ∈ Abel))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1547   ∈ wcel 2119  ∃wrex 3064  {crab 3392  ‘cfv 6492  (class class class)co 7363  ℕcn 12172  Basecbs 17177   ↾_s cress 17198  +_gcplusg 17218  0_gc0g 17400  CMndccmn 19753  Abelcabl 19754   PrimRoots cprimroots 42583

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113

This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-op 4569  df-uni 4846  df-iun 4930  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-er 8640  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-2 12242  df-n0 12436  df-z 12523  df-uz 12787  df-fz 13460  df-seq 13962  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17178  df-ress 17199  df-plusg 17231  df-0g 17402  df-mgm 18606  df-sgrp 18685  df-mnd 18701  df-submnd 18750  df-grp 18910  df-minusg 18911  df-mulg 19042  df-cmn 19755  df-abl 19756  df-primroots 42584

This theorem is referenced by:  primrootscoprmpow  42591  primrootscoprbij  42594  primrootspoweq0  42598  aks6d1c6lem4  42665  aks6d1c6isolem1  42666  aks6d1c6isolem2  42667  aks6d1c6lem5  42669