Theorem rprmdvdspow 33614

Description: If a prime element divides a ring "power", it divides the term. (Contributed by Thierry Arnoux, 18-May-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
rprmdvdspow.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
rprmdvdspow.p	⊢ 𝑃 = (RPrime‘𝑅)
rprmdvdspow.d	⊢ ∥ = (∥r‘𝑅)
rprmdvdspow.m	⊢ 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
rprmdvdspow.o	⊢ ↑ = (.g‘𝑀)
rprmdvdspow.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
rprmdvdspow.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
rprmdvdspow.q	⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ 𝑃)
rprmdvdspow.n	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
rprmdvdspow.1	⊢ (𝜑 → 𝑄 ∥ (𝑁 ↑ 𝑋))

Assertion

Ref	Expression
rprmdvdspow	⊢ (𝜑 → 𝑄 ∥ 𝑋)

Proof of Theorem rprmdvdspow

Dummy variables 𝑖 𝑛 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		rprmdvdspow.1	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑄 ∥ (𝑁 ↑ 𝑋))
2		rprmdvdspow.n	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
3		oveq1 7365	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 0 → (𝑖 ↑ 𝑋) = (0 ↑ 𝑋))
4	3	breq2d 5110	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = 0 → (𝑄 ∥ (𝑖 ↑ 𝑋) ↔ 𝑄 ∥ (0 ↑ 𝑋)))
5	4	imbi1d 341	. . . 4 ⊢ (𝑖 = 0 → ((𝑄 ∥ (𝑖 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋) ↔ (𝑄 ∥ (0 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)))
6		oveq1 7365	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝑛 → (𝑖 ↑ 𝑋) = (𝑛 ↑ 𝑋))
7	6	breq2d 5110	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = 𝑛 → (𝑄 ∥ (𝑖 ↑ 𝑋) ↔ 𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋)))
8	7	imbi1d 341	. . . 4 ⊢ (𝑖 = 𝑛 → ((𝑄 ∥ (𝑖 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋) ↔ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)))
9		oveq1 7365	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = (𝑛 + 1) → (𝑖 ↑ 𝑋) = ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋))
10	9	breq2d 5110	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = (𝑛 + 1) → (𝑄 ∥ (𝑖 ↑ 𝑋) ↔ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)))
11	10	imbi1d 341	. . . 4 ⊢ (𝑖 = (𝑛 + 1) → ((𝑄 ∥ (𝑖 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋) ↔ (𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)))
12		oveq1 7365	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝑁 → (𝑖 ↑ 𝑋) = (𝑁 ↑ 𝑋))
13	12	breq2d 5110	. . . . 5 ⊢ (𝑖 = 𝑁 → (𝑄 ∥ (𝑖 ↑ 𝑋) ↔ 𝑄 ∥ (𝑁 ↑ 𝑋)))
14	13	imbi1d 341	. . . 4 ⊢ (𝑖 = 𝑁 → ((𝑄 ∥ (𝑖 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋) ↔ (𝑄 ∥ (𝑁 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)))
15		rprmdvdspow.x	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
16		rprmdvdspow.m	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
17		rprmdvdspow.b	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
18	16, 17	mgpbas 20080	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
19		eqid 2736	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
20	16, 19	ringidval 20118	. . . . . . . . . 10 ⊢ (1r‘𝑅) = (0g‘𝑀)
21		rprmdvdspow.o	. . . . . . . . . 10 ⊢ ↑ = (.g‘𝑀)
22	18, 20, 21	mulg0 19004	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑋 ∈ 𝐵 → (0 ↑ 𝑋) = (1r‘𝑅))
23	15, 22	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (0 ↑ 𝑋) = (1r‘𝑅))
24	23	breq2d 5110	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝑄 ∥ (0 ↑ 𝑋) ↔ 𝑄 ∥ (1r‘𝑅)))
25	24	biimpa 476	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∥ (0 ↑ 𝑋)) → 𝑄 ∥ (1r‘𝑅))
26		rprmdvdspow.d	. . . . . . . 8 ⊢ ∥ = (∥r‘𝑅)
27		rprmdvdspow.p	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑃 = (RPrime‘𝑅)
28		rprmdvdspow.r	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
29		rprmdvdspow.q	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑄 ∈ 𝑃)
30	19, 26, 27, 28, 29	rprmndvdsr1 33605	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ¬ 𝑄 ∥ (1r‘𝑅))
31	30	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∥ (0 ↑ 𝑋)) → ¬ 𝑄 ∥ (1r‘𝑅))
32	25, 31	pm2.21dd 195	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑄 ∥ (0 ↑ 𝑋)) → 𝑄 ∥ 𝑋)
33	32	ex 412	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑄 ∥ (0 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋))
34		simpllr 775	. . . . . . 7 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋)) → (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋))
35	34	syldbl2 841	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋)) → 𝑄 ∥ 𝑋)
36		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ (((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)
37		eqid 2736	. . . . . . 7 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
38	28	ad3antrrr 730	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → 𝑅 ∈ CRing)
39	29	ad3antrrr 730	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → 𝑄 ∈ 𝑃)
40	28	crngringd 20181	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
41	16	ringmgp 20174	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑀 ∈ Mnd)
42	40, 41	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ Mnd)
43	42	ad3antrrr 730	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → 𝑀 ∈ Mnd)
44		simpllr 775	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → 𝑛 ∈ ℕ0)
45	15	ad3antrrr 730	. . . . . . . 8 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → 𝑋 ∈ 𝐵)
46	18, 21, 43, 44, 45	mulgnn0cld 19025	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → (𝑛 ↑ 𝑋) ∈ 𝐵)
47	42	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑀 ∈ Mnd)
48		simpr 484	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
49	15	adantr 480	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑋 ∈ 𝐵)
50	16, 37	mgpplusg 20079	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (.r‘𝑅) = (+g‘𝑀)
51	18, 21, 50	mulgnn0p1 19015	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑛 ∈ ℕ0 ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋) = ((𝑛 ↑ 𝑋)(.r‘𝑅)𝑋))
52	47, 48, 49, 51	syl3anc 1373	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋) = ((𝑛 ↑ 𝑋)(.r‘𝑅)𝑋))
53	52	breq2d 5110	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋) ↔ 𝑄 ∥ ((𝑛 ↑ 𝑋)(.r‘𝑅)𝑋)))
54	53	biimpa 476	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → 𝑄 ∥ ((𝑛 ↑ 𝑋)(.r‘𝑅)𝑋))
55	54	adantlr 715	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → 𝑄 ∥ ((𝑛 ↑ 𝑋)(.r‘𝑅)𝑋))
56	17, 27, 26, 37, 38, 39, 46, 45, 55	rprmdvds 33600	. . . . . 6 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) ∨ 𝑄 ∥ 𝑋))
57	35, 36, 56	mpjaodan 960	. . . . 5 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) ∧ 𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋)) → 𝑄 ∥ 𝑋)
58	57	ex 412	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝑄 ∥ (𝑛 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋)) → (𝑄 ∥ ((𝑛 + 1) ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋))
59	5, 8, 11, 14, 33, 58	nn0indd 12589	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝑄 ∥ (𝑁 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋))
60	2, 59	mpdan 687	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑄 ∥ (𝑁 ↑ 𝑋) → 𝑄 ∥ 𝑋))
61	1, 60	mpd 15	1 ⊢ (𝜑 → 𝑄 ∥ 𝑋)

Syntax hints:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2113   class class class wbr 5098  ‘cfv 6492  (class class class)co 7358  0cc0 11026  1c1 11027   + caddc 11029  ℕ₀cn0 12401  Basecbs 17136  ._rcmulr 17178  Mndcmnd 18659  ._gcmg 18997  mulGrpcmgp 20075  1_rcur 20116  Ringcrg 20168  CRingccrg 20169  ∥_rcdsr 20290  RPrimecrpm 20368

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-cnex 11082  ax-resscn 11083  ax-1cn 11084  ax-icn 11085  ax-addcl 11086  ax-addrcl 11087  ax-mulcl 11088  ax-mulrcl 11089  ax-mulcom 11090  ax-addass 11091  ax-mulass 11092  ax-distr 11093  ax-i2m1 11094  ax-1ne0 11095  ax-1rid 11096  ax-rnegex 11097  ax-rrecex 11098  ax-cnre 11099  ax-pre-lttri 11100  ax-pre-lttrn 11101  ax-pre-ltadd 11102  ax-pre-mulgt0 11103

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-iun 4948  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  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 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-tpos 8168  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-er 8635  df-en 8884  df-dom 8885  df-sdom 8886  df-pnf 11168  df-mnf 11169  df-xr 11170  df-ltxr 11171  df-le 11172  df-sub 11366  df-neg 11367  df-nn 12146  df-2 12208  df-3 12209  df-n0 12402  df-z 12489  df-uz 12752  df-fz 13424  df-seq 13925  df-sets 17091  df-slot 17109  df-ndx 17121  df-base 17137  df-plusg 17190  df-mulr 17191  df-0g 17361  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-mulg 18998  df-cmn 19711  df-mgp 20076  df-ur 20117  df-ring 20170  df-cring 20171  df-oppr 20273  df-dvdsr 20293  df-unit 20294  df-rprm 20369

This theorem is referenced by: (None)