Theorem q1pvsca 34044

Description: Scalar multiplication property of the polynomial division. (Contributed by Thierry Arnoux, 2-Apr-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
r1padd1.p	⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
r1padd1.u	⊢ 𝑈 = (Base‘𝑃)
r1padd1.n	⊢ 𝑁 = (Unic1p‘𝑅)
q1pdir.d	⊢ / = (quot1p‘𝑅)
q1pdir.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
q1pdir.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑈)
q1pdir.c	⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑁)
q1pvsca.1	⊢ × = ( ·𝑠 ‘𝑃)
q1pvsca.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝑅)
q1pvsca.8	⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝐾)

Assertion

Ref	Expression
q1pvsca	⊢ (𝜑 → ((𝐵 × 𝐴) / 𝐶) = (𝐵 × (𝐴 / 𝐶)))

Proof of Theorem q1pvsca

Step	Hyp	Ref	Expression
1		q1pdir.r	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
2		r1padd1.u	. . 3 ⊢ 𝑈 = (Base‘𝑃)
3		eqid 2760	. . 3 ⊢ (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
4		q1pvsca.1	. . 3 ⊢ × = ( ·𝑠 ‘𝑃)
5		eqid 2760	. . 3 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
6		r1padd1.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
7	6	ply1lmod 22505	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ LMod)
8	1, 7	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ LMod)
9		q1pvsca.8	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ 𝐾)
10		q1pvsca.k	. . . . 5 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑅)
11	6	ply1sca 22506	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
12	1, 11	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
13	12	fveq2d 6884	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
14	10, 13	eqtrid 2807	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
15	9, 14	eleqtrd 2862	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
16		q1pdir.a	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑈)
17	2, 3, 4, 5, 8, 15, 16	lmodvscld 21090	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐵 × 𝐴) ∈ 𝑈)
18		q1pdir.c	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑁)
19		q1pdir.d	. . . . 5 ⊢ / = (quot1p‘𝑅)
20		r1padd1.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (Unic1p‘𝑅)
21	19, 6, 2, 20	q1pcl 26411	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐴 ∈ 𝑈 ∧ 𝐶 ∈ 𝑁) → (𝐴 / 𝐶) ∈ 𝑈)
22	1, 16, 18, 21	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 / 𝐶) ∈ 𝑈)
23	2, 3, 4, 5, 8, 15, 22	lmodvscld 21090	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐵 × (𝐴 / 𝐶)) ∈ 𝑈)
24	8	lmodgrpd 21081	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Grp)
25		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑃) = (.r‘𝑃)
26	6	ply1ring 22501	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
27	1, 26	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Ring)
28	6, 2, 20	uc1pcl 26398	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ 𝑁 → 𝐶 ∈ 𝑈)
29	18, 28	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑈)
30	2, 25, 27, 23, 29	ringcld 20420	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶) ∈ 𝑈)
31		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (-g‘𝑃) = (-g‘𝑃)
32	2, 31	grpsubcl 19166	. . . . 5 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ (𝐵 × 𝐴) ∈ 𝑈 ∧ ((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶) ∈ 𝑈) → ((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶)) ∈ 𝑈)
33	24, 17, 30, 32	syl3anc 1398	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶)) ∈ 𝑈)
34		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (deg1‘𝑅) = (deg1‘𝑅)
35	34, 6, 2	deg1xrcl 26336	. . . 4 ⊢ (((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶)) ∈ 𝑈 → ((deg1‘𝑅)‘((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶))) ∈ ℝ*)
36	33, 35	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶))) ∈ ℝ*)
37		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ (rem1p‘𝑅) = (rem1p‘𝑅)
38	37, 6, 2, 19, 25, 31	r1pval 26412	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑈 ∧ 𝐶 ∈ 𝑈) → (𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶) = (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)))
39	16, 29, 38	syl2anc 596	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶) = (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)))
40	2, 25, 27, 22, 29	ringcld 20420	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶) ∈ 𝑈)
41	2, 31	grpsubcl 19166	. . . . . 6 ⊢ ((𝑃 ∈ Grp ∧ 𝐴 ∈ 𝑈 ∧ ((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶) ∈ 𝑈) → (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)) ∈ 𝑈)
42	24, 16, 40, 41	syl3anc 1398	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)) ∈ 𝑈)
43	39, 42	eqeltrd 2860	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶) ∈ 𝑈)
44	34, 6, 2	deg1xrcl 26336	. . . 4 ⊢ ((𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶) ∈ 𝑈 → ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶)) ∈ ℝ*)
45	43, 44	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶)) ∈ ℝ*)
46	34, 6, 2	deg1xrcl 26336	. . . 4 ⊢ (𝐶 ∈ 𝑈 → ((deg1‘𝑅)‘𝐶) ∈ ℝ*)
47	29, 46	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘𝐶) ∈ ℝ*)
48	6, 34, 1, 2, 10, 4, 9, 42	deg1vscale 26358	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘(𝐵 × (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)))) ≤ ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶))))
49	6, 25, 2, 10, 4	ply1ass23l 22480	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝐵 ∈ 𝐾 ∧ (𝐴 / 𝐶) ∈ 𝑈 ∧ 𝐶 ∈ 𝑈)) → ((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶) = (𝐵 × ((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)))
50	1, 9, 22, 29, 49	syl13anc 1399	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶) = (𝐵 × ((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)))
51	50	oveq2d 7431	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶)) = ((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)(𝐵 × ((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶))))
52	2, 4, 3, 5, 31, 8, 15, 16, 40	lmodsubdi 21130	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐵 × (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶))) = ((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)(𝐵 × ((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶))))
53	51, 52	eqtr4d 2798	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶)) = (𝐵 × (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶))))
54	53	fveq2d 6884	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶))) = ((deg1‘𝑅)‘(𝐵 × (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)))))
55	39	fveq2d 6884	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶)) = ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶))))
56	48, 54, 55	3brtr4d 5137	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶))) ≤ ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶)))
57	37, 6, 2, 20, 34	r1pdeglt 26414	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐴 ∈ 𝑈 ∧ 𝐶 ∈ 𝑁) → ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶)) < ((deg1‘𝑅)‘𝐶))
58	1, 16, 18, 57	syl3anc 1398	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶)) < ((deg1‘𝑅)‘𝐶))
59	36, 45, 47, 56, 58	xrlelttrd 13233	. 2 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶))) < ((deg1‘𝑅)‘𝐶))
60	19, 6, 2, 34, 31, 25, 20	q1peqb 26410	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝐵 × 𝐴) ∈ 𝑈 ∧ 𝐶 ∈ 𝑁) → (((𝐵 × (𝐴 / 𝐶)) ∈ 𝑈 ∧ ((deg1‘𝑅)‘((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶))) < ((deg1‘𝑅)‘𝐶)) ↔ ((𝐵 × 𝐴) / 𝐶) = (𝐵 × (𝐴 / 𝐶))))
61	60	biimpa 482	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝐵 × 𝐴) ∈ 𝑈 ∧ 𝐶 ∈ 𝑁) ∧ ((𝐵 × (𝐴 / 𝐶)) ∈ 𝑈 ∧ ((deg1‘𝑅)‘((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶))) < ((deg1‘𝑅)‘𝐶))) → ((𝐵 × 𝐴) / 𝐶) = (𝐵 × (𝐴 / 𝐶)))
62	1, 17, 18, 23, 59, 61	syl32anc 1405	1 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 × 𝐴) / 𝐶) = (𝐵 × (𝐴 / 𝐶)))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   class class class wbr 5103  ‘cfv 6534  (class class class)co 7415  ℝ^*cxr 11288   < clt 11289   ≤ cle 11290  Basecbs 17323  ._rcmulr 17365  Scalarcsca 17367   ·_𝑠 cvsca 17368  Grpcgrp 19080  -_gcsg 19082  Ringcrg 20395  LModclmod 21071  Poly₁cpl1 22431  deg₁cdg1 26308  Unic_1pcuc1p 26381  quot_1pcq1p 26382  rem_1pcr1p 26383

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 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7738  ax-cnex 11202  ax-resscn 11203  ax-1cn 11204  ax-icn 11205  ax-addcl 11206  ax-addrcl 11207  ax-mulcl 11208  ax-mulrcl 11209  ax-mulcom 11210  ax-addass 11211  ax-mulass 11212  ax-distr 11213  ax-i2m1 11214  ax-1ne0 11215  ax-1rid 11216  ax-rnegex 11217  ax-rrecex 11218  ax-cnre 11219  ax-pre-lttri 11220  ax-pre-lttrn 11221  ax-pre-ltadd 11222  ax-pre-mulgt0 11223  ax-pre-sup 11224  ax-addf 11225

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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  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 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6300  df-ord 6361  df-on 6362  df-lim 6363  df-suc 6364  df-iota 6490  df-fun 6536  df-fn 6537  df-f 6538  df-f1 6539  df-fo 6540  df-f1o 6541  df-fv 6542  df-isom 6543  df-riota 7372  df-ov 7418  df-oprab 7419  df-mpo 7420  df-of 7680  df-ofr 7681  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8161  df-tpos 8226  df-frecs 8282  df-wrecs 8313  df-recs 8362  df-rdg 8401  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8909  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-fsupp 9336  df-sup 9416  df-oi 9486  df-card 9966  df-pnf 11291  df-mnf 11292  df-xr 11293  df-ltxr 11294  df-le 11295  df-sub 11489  df-neg 11490  df-nn 12280  df-2 12349  df-3 12350  df-4 12351  df-5 12352  df-6 12353  df-7 12354  df-8 12355  df-9 12356  df-n0 12551  df-z 12638  df-dec 12759  df-uz 12910  df-fz 13584  df-fzo 13732  df-seq 14088  df-hash 14417  df-struct 17261  df-sets 17278  df-slot 17296  df-ndx 17308  df-base 17324  df-ress 17345  df-plusg 17377  df-mulr 17378  df-starv 17379  df-sca 17380  df-vsca 17381  df-ip 17382  df-tset 17383  df-ple 17384  df-ds 17386  df-unif 17387  df-hom 17388  df-cco 17389  df-0g 17548  df-gsum 17549  df-prds 17554  df-pws 17556  df-mre 17692  df-mrc 17693  df-acs 17695  df-mgm 18752  df-sgrp 18844  df-mnd 18860  df-mhm 18914  df-submnd 18915  df-grp 19083  df-minusg 19084  df-sbg 19085  df-mulg 19214  df-subg 19269  df-ghm 19364  df-cntz 19467  df-cmn 19932  df-abl 19933  df-mgp 20297  df-rng 20311  df-ur 20344  df-ring 20397  df-cring 20398  df-oppr 20503  df-dvdsr 20523  df-unit 20524  df-invr 20554  df-subrng 20734  df-subrg 20758  df-rlreg 20882  df-lmod 21073  df-lss 21143  df-cnfld 21615  df-psr 22153  df-mvr 22154  df-mpl 22155  df-opsr 22157  df-psr1 22434  df-vr1 22435  df-ply1 22436  df-coe1 22437  df-mdeg 26309  df-deg1 26310  df-uc1p 26386  df-q1p 26387  df-r1p 26388

This theorem is used by:  r1pvsca  34045