Theorem q1pvsca 33894

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 2763	. . 3 ⊢ (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
4		q1pvsca.1	. . 3 ⊢ × = ( ·𝑠 ‘𝑃)
5		eqid 2763	. . 3 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
6		r1padd1.p	. . . . 5 ⊢ 𝑃 = (Poly1‘𝑅)
7	6	ply1lmod 22411	. . . 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 22412	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
12	1, 11	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
13	12	fveq2d 6885	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
14	10, 13	eqtrid 2810	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐾 = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
15	9, 14	eleqtrd 2865	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
16		q1pdir.a	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑈)
17	2, 3, 4, 5, 8, 15, 16	lmodvscld 21000	. 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 26314	. . . 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 21000	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐵 × (𝐴 / 𝐶)) ∈ 𝑈)
24	8	lmodgrpd 20991	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Grp)
25		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ (.r‘𝑃) = (.r‘𝑃)
26	6	ply1ring 22407	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
27	1, 26	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Ring)
28	6, 2, 20	uc1pcl 26301	. . . . . . 7 ⊢ (𝐶 ∈ 𝑁 → 𝐶 ∈ 𝑈)
29	18, 28	syl 18	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝑈)
30	2, 25, 27, 23, 29	ringcld 20334	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶) ∈ 𝑈)
31		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ (-g‘𝑃) = (-g‘𝑃)
32	2, 31	grpsubcl 19081	. . . . 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 2763	. . . . 5 ⊢ (deg1‘𝑅) = (deg1‘𝑅)
35	34, 6, 2	deg1xrcl 26239	. . . 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 2763	. . . . . . 7 ⊢ (rem1p‘𝑅) = (rem1p‘𝑅)
38	37, 6, 2, 19, 25, 31	r1pval 26315	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ 𝑈 ∧ 𝐶 ∈ 𝑈) → (𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶) = (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)))
39	16, 29, 38	syl2anc 595	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶) = (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶)))
40	2, 25, 27, 22, 29	ringcld 20334	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶) ∈ 𝑈)
41	2, 31	grpsubcl 19081	. . . . . 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 2863	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶) ∈ 𝑈)
44	34, 6, 2	deg1xrcl 26239	. . . 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 26239	. . . 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 26261	. . . 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 22386	. . . . . . . 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 7426	. . . . . 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 21040	. . . . . 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 2801	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐵 × 𝐴)(-g‘𝑃)((𝐵 × (𝐴 / 𝐶))(.r‘𝑃)𝐶)) = (𝐵 × (𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶))))
54	53	fveq2d 6885	. . . 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 6885	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(rem1p‘𝑅)𝐶)) = ((deg1‘𝑅)‘(𝐴(-g‘𝑃)((𝐴 / 𝐶)(.r‘𝑃)𝐶))))
56	48, 54, 55	3brtr4d 5143	. . 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 26317	. . . 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 13180	. 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 26313	. . 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 481	. 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)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2143   class class class wbr 5109  ‘cfv 6536  (class class class)co 7410  ℝ^*cxr 11237   < clt 11238   ≤ cle 11239  Basecbs 17264  ._rcmulr 17306  Scalarcsca 17308   ·_𝑠 cvsca 17309  Grpcgrp 18995  -_gcsg 18997  Ringcrg 20310  LModclmod 20981  Poly₁cpl1 22337  deg₁cdg1 26211  Unic_1pcuc1p 26284  quot_1pcq1p 26285  rem_1pcr1p 26286

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5257  ax-nul 5269  ax-pow 5336  ax-pr 5404  ax-un 7732  ax-cnex 11151  ax-resscn 11152  ax-1cn 11153  ax-icn 11154  ax-addcl 11155  ax-addrcl 11156  ax-mulcl 11157  ax-mulrcl 11158  ax-mulcom 11159  ax-addass 11160  ax-mulass 11161  ax-distr 11162  ax-i2m1 11163  ax-1ne0 11164  ax-1rid 11165  ax-rnegex 11166  ax-rrecex 11167  ax-cnre 11168  ax-pre-lttri 11169  ax-pre-lttrn 11170  ax-pre-ltadd 11171  ax-pre-mulgt0 11172  ax-pre-sup 11173  ax-addf 11174

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3745  df-csb 3854  df-dif 3908  df-un 3910  df-in 3912  df-ss 3922  df-pss 3925  df-nul 4287  df-if 4488  df-pw 4564  df-sn 4590  df-pr 4592  df-tp 4594  df-op 4596  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5110  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5556  df-eprel 5561  df-po 5569  df-so 5570  df-fr 5614  df-se 5615  df-we 5616  df-xp 5667  df-rel 5668  df-cnv 5669  df-co 5670  df-dm 5671  df-rn 5672  df-res 5673  df-ima 5674  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7367  df-ov 7413  df-oprab 7414  df-mpo 7415  df-of 7674  df-ofr 7675  df-om 7859  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-supp 8153  df-tpos 8218  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8354  df-rdg 8393  df-1o 8449  df-2o 8450  df-er 8690  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9318  df-sup 9398  df-oi 9468  df-card 9921  df-pnf 11240  df-mnf 11241  df-xr 11242  df-ltxr 11243  df-le 11244  df-sub 11438  df-neg 11439  df-nn 12229  df-2 12298  df-3 12299  df-4 12300  df-5 12301  df-6 12302  df-7 12303  df-8 12304  df-9 12305  df-n0 12500  df-z 12587  df-dec 12707  df-uz 12858  df-fz 13531  df-fzo 13679  df-seq 14034  df-hash 14363  df-struct 17202  df-sets 17219  df-slot 17237  df-ndx 17249  df-base 17265  df-ress 17286  df-plusg 17318  df-mulr 17319  df-starv 17320  df-sca 17321  df-vsca 17322  df-ip 17323  df-tset 17324  df-ple 17325  df-ds 17327  df-unif 17328  df-hom 17329  df-cco 17330  df-0g 17489  df-gsum 17490  df-prds 17495  df-pws 17497  df-mre 17633  df-mrc 17634  df-acs 17636  df-mgm 18693  df-sgrp 18772  df-mnd 18788  df-mhm 18836  df-submnd 18837  df-grp 18998  df-minusg 18999  df-sbg 19000  df-mulg 19129  df-subg 19184  df-ghm 19279  df-cntz 19382  df-cmn 19847  df-abl 19848  df-mgp 20212  df-rng 20226  df-ur 20259  df-ring 20312  df-cring 20313  df-oppr 20415  df-dvdsr 20435  df-unit 20436  df-invr 20466  df-subrng 20645  df-subrg 20669  df-rlreg 20793  df-lmod 20983  df-lss 21053  df-cnfld 21523  df-psr 22059  df-mvr 22060  df-mpl 22061  df-opsr 22063  df-psr1 22340  df-vr1 22341  df-ply1 22342  df-coe1 22343  df-mdeg 26212  df-deg1 26213  df-uc1p 26289  df-q1p 26290  df-r1p 26291

This theorem is referenced by:  r1pvsca  33895