Theorem primrootsunit 42086

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 1914	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑗(𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)
5		nfv 1914	. . . . 5 ⊢ Ⅎ𝑖(𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)
6		oveq1 7394	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → (𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (𝑗(+g‘𝑅)𝑎))
7	6	eqeq1d 2731	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = 𝑗 → ((𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅) ↔ (𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)))
8	4, 5, 7	cbvrexw 3281	. . . 4 ⊢ (∃𝑖 ∈ (Base‘𝑅)(𝑖(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅) ↔ ∃𝑗 ∈ (Base‘𝑅)(𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅))
9	8	rabbii 3411	. . 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 2752	. 2 ⊢ 𝑈 = {𝑎 ∈ (Base‘𝑅) ∣ ∃𝑗 ∈ (Base‘𝑅)(𝑗(+g‘𝑅)𝑎) = (0g‘𝑅)}
11	1, 2, 10	primrootsunit1 42085	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑅 PrimRoots 𝐾) = ((𝑅 ↾s 𝑈) PrimRoots 𝐾) ∧ (𝑅 ↾s 𝑈) ∈ Abel))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2109  ∃wrex 3053  {crab 3405  ‘cfv 6511  (class class class)co 7387  ℕcn 12186  Basecbs 17179   ↾_s cress 17200  +_gcplusg 17220  0_gc0g 17402  CMndccmn 19710  Abelcabl 19711   PrimRoots cprimroots 42079

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5320  ax-pr 5387  ax-un 7711  ax-cnex 11124  ax-resscn 11125  ax-1cn 11126  ax-icn 11127  ax-addcl 11128  ax-addrcl 11129  ax-mulcl 11130  ax-mulrcl 11131  ax-mulcom 11132  ax-addass 11133  ax-mulass 11134  ax-distr 11135  ax-i2m1 11136  ax-1ne0 11137  ax-1rid 11138  ax-rnegex 11139  ax-rrecex 11140  ax-cnre 11141  ax-pre-lttri 11142  ax-pre-lttrn 11143  ax-pre-ltadd 11144  ax-pre-mulgt0 11145

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3354  df-reu 3355  df-rab 3406  df-v 3449  df-sbc 3754  df-csb 3863  df-dif 3917  df-un 3919  df-in 3921  df-ss 3931  df-pss 3934  df-nul 4297  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4590  df-pr 4592  df-op 4596  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5108  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5533  df-eprel 5538  df-po 5546  df-so 5547  df-fr 5591  df-we 5593  df-xp 5644  df-rel 5645  df-cnv 5646  df-co 5647  df-dm 5648  df-rn 5649  df-res 5650  df-ima 5651  df-pred 6274  df-ord 6335  df-on 6336  df-lim 6337  df-suc 6338  df-iota 6464  df-fun 6513  df-fn 6514  df-f 6515  df-f1 6516  df-fo 6517  df-f1o 6518  df-fv 6519  df-riota 7344  df-ov 7390  df-oprab 7391  df-mpo 7392  df-om 7843  df-1st 7968  df-2nd 7969  df-frecs 8260  df-wrecs 8291  df-recs 8340  df-rdg 8378  df-er 8671  df-en 8919  df-dom 8920  df-sdom 8921  df-pnf 11210  df-mnf 11211  df-xr 11212  df-ltxr 11213  df-le 11214  df-sub 11407  df-neg 11408  df-nn 12187  df-2 12249  df-n0 12443  df-z 12530  df-uz 12794  df-fz 13469  df-seq 13967  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-0g 17404  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-submnd 18711  df-grp 18868  df-minusg 18869  df-mulg 19000  df-cmn 19712  df-abl 19713  df-primroots 42080

This theorem is referenced by:  primrootscoprmpow  42087  primrootscoprbij  42090  primrootspoweq0  42094  aks6d1c6lem4  42161  aks6d1c6isolem1  42162  aks6d1c6isolem2  42163  aks6d1c6lem5  42165