MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  wilthlem2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem wilthlem2 25008
Description: Lemma for wilth 25010: induction step. The "hand proof" version of this theorem works by writing out the list of all numbers from 1 to 𝑃 − 1 in pairs such that a number is paired with its inverse. Every number has a unique inverse different from itself except 1 and 𝑃 − 1, and so each pair multiplies to 1, and 1 and 𝑃 − 1≡-1 multiply to -1, so the full product is equal to -1. Here we make this precise by doing the product pair by pair.

The induction hypothesis says that every subset 𝑆 of 1...(𝑃 − 1) that is closed under inverse (i.e. all pairs are matched up) and contains 𝑃 − 1 multiplies to -1 mod 𝑃. Given such a set, we take out one element 𝑧𝑃 − 1. If there are no such elements, then 𝑆 = {𝑃 − 1} which forms the base case. Otherwise, 𝑆 ∖ {𝑧, 𝑧↑-1} is also closed under inverse and contains 𝑃 − 1, so the induction hypothesis says that this equals -1; and the remaining two elements are either equal to each other, in which case wilthlem1 25007 gives that 𝑧 = 1 or 𝑃 − 1, and we've already excluded the second case, so the product gives 1; or 𝑧𝑧↑-1 and their product is 1. In either case the accumulated product is unaffected. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jan-2015.) (Proof shortened by AV, 27-Jul-2019.)

Hypotheses
Ref Expression
wilthlem.t 𝑇 = (mulGrp‘ℂfld)
wilthlem.a 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)) ∣ ((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥)}
wilthlem2.p (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
wilthlem2.s (𝜑𝑆𝐴)
wilthlem2.r (𝜑 → ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑆 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
Assertion
Ref Expression
wilthlem2 (𝜑 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑠,𝑦,𝐴   𝑃,𝑠,𝑥,𝑦   𝜑,𝑥,𝑦   𝑆,𝑠,𝑥,𝑦   𝑇,𝑠,𝑥,𝑦
Allowed substitution hint:   𝜑(𝑠)

Proof of Theorem wilthlem2
Dummy variables 𝑤 𝑧 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simpr 473 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → 𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)})
2 wilthlem2.s . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑆𝐴)
3 eleq2 2874 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑆 → ((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑃 − 1) ∈ 𝑆))
4 eleq2 2874 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑥 = 𝑆 → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥 ↔ ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆))
54raleqbi1dv 3335 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥 = 𝑆 → (∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥 ↔ ∀𝑦𝑆 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆))
63, 5anbi12d 618 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑥 = 𝑆 → (((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥) ↔ ((𝑃 − 1) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆)))
7 wilthlem.a . . . . . . . . . . . . . . 15 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)) ∣ ((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥)}
86, 7elrab2 3562 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑆𝐴 ↔ (𝑆 ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝑃 − 1) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆)))
92, 8sylib 209 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑆 ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝑃 − 1) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆)))
109simprd 485 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → ((𝑃 − 1) ∈ 𝑆 ∧ ∀𝑦𝑆 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆))
1110simpld 484 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (𝑃 − 1) ∈ 𝑆)
1211snssd 4530 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → {(𝑃 − 1)} ⊆ 𝑆)
1312adantr 468 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → {(𝑃 − 1)} ⊆ 𝑆)
141, 13eqssd 3815 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → 𝑆 = {(𝑃 − 1)})
1514reseq2d 5597 . . . . . . 7 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → ( I ↾ 𝑆) = ( I ↾ {(𝑃 − 1)}))
16 mptresid 5668 . . . . . . 7 (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧) = ( I ↾ {(𝑃 − 1)})
1715, 16syl6eqr 2858 . . . . . 6 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → ( I ↾ 𝑆) = (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧))
1817oveq2d 6886 . . . . 5 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → (𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) = (𝑇 Σg (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧)))
1918oveq1d 6885 . . . 4 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = ((𝑇 Σg (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧)) mod 𝑃))
20 wilthlem2.p . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑃 ∈ ℙ)
21 prmnn 15602 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
2220, 21syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑃 ∈ ℕ)
2322nncnd 11317 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑃 ∈ ℂ)
24 ax-1cn 10275 . . . . . . . . . 10 1 ∈ ℂ
25 negsub 10610 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (𝑃 + -1) = (𝑃 − 1))
2623, 24, 25sylancl 576 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑃 + -1) = (𝑃 − 1))
27 neg1cn 11402 . . . . . . . . . 10 -1 ∈ ℂ
28 addcom 10503 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℂ ∧ -1 ∈ ℂ) → (𝑃 + -1) = (-1 + 𝑃))
2923, 27, 28sylancl 576 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑃 + -1) = (-1 + 𝑃))
3026, 29eqtr3d 2842 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑃 − 1) = (-1 + 𝑃))
31 cnring 19972 . . . . . . . . . 10 fld ∈ Ring
32 wilthlem.t . . . . . . . . . . 11 𝑇 = (mulGrp‘ℂfld)
3332ringmgp 18751 . . . . . . . . . 10 (ℂfld ∈ Ring → 𝑇 ∈ Mnd)
3431, 33mp1i 13 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑇 ∈ Mnd)
35 nnm1nn0 11596 . . . . . . . . . . 11 (𝑃 ∈ ℕ → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
3622, 35syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
3736nn0cnd 11615 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (𝑃 − 1) ∈ ℂ)
38 cnfldbas 19954 . . . . . . . . . . 11 ℂ = (Base‘ℂfld)
3932, 38mgpbas 18693 . . . . . . . . . 10 ℂ = (Base‘𝑇)
40 id 22 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = (𝑃 − 1) → 𝑧 = (𝑃 − 1))
4139, 40gsumsn 18551 . . . . . . . . 9 ((𝑇 ∈ Mnd ∧ (𝑃 − 1) ∈ ℂ ∧ (𝑃 − 1) ∈ ℂ) → (𝑇 Σg (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧)) = (𝑃 − 1))
4234, 37, 37, 41syl3anc 1483 . . . . . . . 8 (𝜑 → (𝑇 Σg (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧)) = (𝑃 − 1))
4323mulid2d 10339 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (1 · 𝑃) = 𝑃)
4443oveq2d 6886 . . . . . . . 8 (𝜑 → (-1 + (1 · 𝑃)) = (-1 + 𝑃))
4530, 42, 443eqtr4d 2850 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑇 Σg (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧)) = (-1 + (1 · 𝑃)))
4645oveq1d 6885 . . . . . 6 (𝜑 → ((𝑇 Σg (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧)) mod 𝑃) = ((-1 + (1 · 𝑃)) mod 𝑃))
47 neg1rr 11403 . . . . . . . 8 -1 ∈ ℝ
4847a1i 11 . . . . . . 7 (𝜑 → -1 ∈ ℝ)
4922nnrpd 12080 . . . . . . 7 (𝜑𝑃 ∈ ℝ+)
50 1zzd 11670 . . . . . . 7 (𝜑 → 1 ∈ ℤ)
51 modcyc 12925 . . . . . . 7 ((-1 ∈ ℝ ∧ 𝑃 ∈ ℝ+ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((-1 + (1 · 𝑃)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
5248, 49, 50, 51syl3anc 1483 . . . . . 6 (𝜑 → ((-1 + (1 · 𝑃)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
5346, 52eqtrd 2840 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑇 Σg (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
5453adantr 468 . . . 4 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → ((𝑇 Σg (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↦ 𝑧)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
5519, 54eqtrd 2840 . . 3 ((𝜑𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)}) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
5655ex 399 . 2 (𝜑 → (𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)} → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
57 nss 3860 . . 3 𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)} ↔ ∃𝑧(𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)}))
58 cnfld1 19975 . . . . . . . . . 10 1 = (1r‘ℂfld)
5932, 58ringidval 18701 . . . . . . . . 9 1 = (0g𝑇)
60 cnfldmul 19956 . . . . . . . . . 10 · = (.r‘ℂfld)
6132, 60mgpplusg 18691 . . . . . . . . 9 · = (+g𝑇)
62 cncrng 19971 . . . . . . . . . . 11 fld ∈ CRing
6332crngmgp 18753 . . . . . . . . . . 11 (ℂfld ∈ CRing → 𝑇 ∈ CMnd)
6462, 63ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 𝑇 ∈ CMnd
6564a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑇 ∈ CMnd)
662adantr 468 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑆𝐴)
67 f1oi 6386 . . . . . . . . . . . 12 ( I ↾ 𝑆):𝑆1-1-onto𝑆
68 f1of 6349 . . . . . . . . . . . 12 (( I ↾ 𝑆):𝑆1-1-onto𝑆 → ( I ↾ 𝑆):𝑆𝑆)
6967, 68ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 ( I ↾ 𝑆):𝑆𝑆
709simpld 484 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑆 ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)))
7170elpwid 4363 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑆 ⊆ (1...(𝑃 − 1)))
72 elfzelz 12561 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑧 ∈ (1...(𝑃 − 1)) → 𝑧 ∈ ℤ)
7372ssriv 3802 . . . . . . . . . . . . 13 (1...(𝑃 − 1)) ⊆ ℤ
7471, 73syl6ss 3810 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑆 ⊆ ℤ)
75 zsscn 11647 . . . . . . . . . . . 12 ℤ ⊆ ℂ
7674, 75syl6ss 3810 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑆 ⊆ ℂ)
77 fss 6265 . . . . . . . . . . 11 ((( I ↾ 𝑆):𝑆𝑆𝑆 ⊆ ℂ) → ( I ↾ 𝑆):𝑆⟶ℂ)
7869, 76, 77sylancr 577 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ( I ↾ 𝑆):𝑆⟶ℂ)
7978adantr 468 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ( I ↾ 𝑆):𝑆⟶ℂ)
80 fzfi 12991 . . . . . . . . . . . 12 (1...(𝑃 − 1)) ∈ Fin
81 ssfi 8415 . . . . . . . . . . . 12 (((1...(𝑃 − 1)) ∈ Fin ∧ 𝑆 ⊆ (1...(𝑃 − 1))) → 𝑆 ∈ Fin)
8280, 71, 81sylancr 577 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑆 ∈ Fin)
83 1ex 10317 . . . . . . . . . . . 12 1 ∈ V
8483a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → 1 ∈ V)
8578, 82, 84fdmfifsupp 8520 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ( I ↾ 𝑆) finSupp 1)
8685adantr 468 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ( I ↾ 𝑆) finSupp 1)
87 disjdif 4236 . . . . . . . . . 10 ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∩ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = ∅
8887a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∩ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = ∅)
89 undif2 4240 . . . . . . . . . 10 ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∪ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∪ 𝑆)
90 simprl 778 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑧𝑆)
91 oveq1 6877 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑦 = 𝑧 → (𝑦↑(𝑃 − 2)) = (𝑧↑(𝑃 − 2)))
9291oveq1d 6885 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 = 𝑧 → ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
9392eleq1d 2870 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = 𝑧 → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆 ↔ ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆))
9410simprd 485 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑 → ∀𝑦𝑆 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆)
9594adantr 468 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ∀𝑦𝑆 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆)
9693, 95, 90rspcdva 3508 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆)
97 prssi 4542 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑧𝑆 ∧ ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆) → {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ⊆ 𝑆)
9890, 96, 97syl2anc 575 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ⊆ 𝑆)
99 ssequn1 3982 . . . . . . . . . . 11 ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ⊆ 𝑆 ↔ ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∪ 𝑆) = 𝑆)
10098, 99sylib 209 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∪ 𝑆) = 𝑆)
10189, 100syl5req 2853 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑆 = ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∪ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
10239, 59, 61, 65, 66, 79, 86, 88, 101gsumsplit 18525 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) = ((𝑇 Σg (( I ↾ 𝑆) ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) · (𝑇 Σg (( I ↾ 𝑆) ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))))
10398resabs1d 5631 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (( I ↾ 𝑆) ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) = ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
104103oveq2d 6886 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg (( I ↾ 𝑆) ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = (𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
105 difss 3936 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊆ 𝑆
106 resabs1 5630 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊆ 𝑆 → (( I ↾ 𝑆) ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
107105, 106ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 (( I ↾ 𝑆) ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
108107oveq2i 6881 . . . . . . . . . 10 (𝑇 Σg (( I ↾ 𝑆) ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) = (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
109108a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg (( I ↾ 𝑆) ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) = (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))))
110104, 109oveq12d 6888 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑇 Σg (( I ↾ 𝑆) ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) · (𝑇 Σg (( I ↾ 𝑆) ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) = ((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))))
111102, 110eqtrd 2840 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) = ((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))))
112111oveq1d 6885 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) mod 𝑃))
113 prfi 8470 . . . . . . . . . 10 {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∈ Fin
114113a1i 11 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∈ Fin)
115 zsubrg 20003 . . . . . . . . . 10 ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld)
11632subrgsubm 18993 . . . . . . . . . 10 (ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℤ ∈ (SubMnd‘𝑇))
117115, 116mp1i 13 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ℤ ∈ (SubMnd‘𝑇))
118 f1oi 6386 . . . . . . . . . . 11 ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}):{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}–1-1-onto→{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}
119 f1of 6349 . . . . . . . . . . 11 (( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}):{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}–1-1-onto→{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} → ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}):{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}⟶{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
120118, 119ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}):{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}⟶{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}
12174adantr 468 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑆 ⊆ ℤ)
12298, 121sstrd 3808 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ⊆ ℤ)
123 fss 6265 . . . . . . . . . 10 ((( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}):{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}⟶{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ∧ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ⊆ ℤ) → ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}):{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}⟶ℤ)
124120, 122, 123sylancr 577 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}):{𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}⟶ℤ)
12583a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 1 ∈ V)
126124, 114, 125fdmfifsupp 8520 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) finSupp 1)
12759, 65, 114, 117, 124, 126gsumsubmcl 18516 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) ∈ ℤ)
128127zred 11744 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) ∈ ℝ)
129 1red 10322 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 1 ∈ ℝ)
13071adantr 468 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑆 ⊆ (1...(𝑃 − 1)))
131130ssdifssd 3947 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊆ (1...(𝑃 − 1)))
132 ssfi 8415 . . . . . . . . 9 (((1...(𝑃 − 1)) ∈ Fin ∧ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊆ (1...(𝑃 − 1))) → (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∈ Fin)
13380, 131, 132sylancr 577 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∈ Fin)
134 f1oi 6386 . . . . . . . . . 10 ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})):(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})–1-1-onto→(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
135 f1of 6349 . . . . . . . . . 10 (( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})):(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})–1-1-onto→(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})):(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})⟶(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
136134, 135ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})):(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})⟶(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
137121ssdifssd 3947 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊆ ℤ)
138 fss 6265 . . . . . . . . 9 ((( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})):(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})⟶(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∧ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊆ ℤ) → ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})):(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})⟶ℤ)
139136, 137, 138sylancr 577 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})):(𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})⟶ℤ)
140139, 133, 125fdmfifsupp 8520 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) finSupp 1)
14159, 65, 133, 117, 139, 140gsumsubmcl 18516 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) ∈ ℤ)
14249adantr 468 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑃 ∈ ℝ+)
14334adantr 468 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑇 ∈ Mnd)
14476adantr 468 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑆 ⊆ ℂ)
145144, 90sseldd 3799 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑧 ∈ ℂ)
146 id 22 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = 𝑧𝑤 = 𝑧)
14739, 146gsumsn 18551 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑇 ∈ Mnd ∧ 𝑧 ∈ ℂ ∧ 𝑧 ∈ ℂ) → (𝑇 Σg (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤)) = 𝑧)
148143, 145, 145, 147syl3anc 1483 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤)) = 𝑧)
149148adantr 468 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → (𝑇 Σg (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤)) = 𝑧)
150 mptresid 5668 . . . . . . . . . . . 12 (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤) = ( I ↾ {𝑧})
151 dfsn2 4383 . . . . . . . . . . . . . 14 {𝑧} = {𝑧, 𝑧}
152 simpr 473 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → 𝑧 = 1)
153152orcd 891 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → (𝑧 = 1 ∨ 𝑧 = (𝑃 − 1)))
15420adantr 468 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑃 ∈ ℙ)
155130, 90sseldd 3799 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑧 ∈ (1...(𝑃 − 1)))
156 wilthlem1 25007 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑧 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → (𝑧 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ↔ (𝑧 = 1 ∨ 𝑧 = (𝑃 − 1))))
157154, 155, 156syl2anc 575 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑧 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ↔ (𝑧 = 1 ∨ 𝑧 = (𝑃 − 1))))
158157biimpar 465 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ (𝑧 = 1 ∨ 𝑧 = (𝑃 − 1))) → 𝑧 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
159153, 158syldan 581 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → 𝑧 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
160159preq2d 4466 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → {𝑧, 𝑧} = {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
161151, 160syl5eq 2852 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → {𝑧} = {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
162161reseq2d 5597 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → ( I ↾ {𝑧}) = ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
163150, 162syl5eq 2852 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤) = ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
164163oveq2d 6886 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → (𝑇 Σg (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤)) = (𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
165149, 164, 1523eqtr3d 2848 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → (𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = 1)
166165oveq1d 6885 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 = 1) → ((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃))
167 df-pr 4373 . . . . . . . . . . . . . . 15 {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} = ({𝑧} ∪ {((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
168167reseq2i 5594 . . . . . . . . . . . . . 14 ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) = ( I ↾ ({𝑧} ∪ {((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
169 mptresid 5668 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑤 ∈ ({𝑧} ∪ {((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ↦ 𝑤) = ( I ↾ ({𝑧} ∪ {((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
170168, 169eqtr4i 2831 . . . . . . . . . . . . 13 ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) = (𝑤 ∈ ({𝑧} ∪ {((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ↦ 𝑤)
171170oveq2i 6881 . . . . . . . . . . . 12 (𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = (𝑇 Σg (𝑤 ∈ ({𝑧} ∪ {((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ↦ 𝑤))
17264a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → 𝑇 ∈ CMnd)
173 snfi 8273 . . . . . . . . . . . . . 14 {𝑧} ∈ Fin
174173a1i 11 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → {𝑧} ∈ Fin)
175 elsni 4387 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑤 ∈ {𝑧} → 𝑤 = 𝑧)
176175adantl 469 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑤 ∈ {𝑧}) → 𝑤 = 𝑧)
177145adantr 468 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑤 ∈ {𝑧}) → 𝑧 ∈ ℂ)
178176, 177eqeltrd 2885 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑤 ∈ {𝑧}) → 𝑤 ∈ ℂ)
179178adantlr 697 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) ∧ 𝑤 ∈ {𝑧}) → 𝑤 ∈ ℂ)
180144, 96sseldd 3799 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ ℂ)
181180adantr 468 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ ℂ)
182 simprr 780 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})
183 velsn 4386 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↔ 𝑧 = (𝑃 − 1))
184182, 183sylnib 319 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ¬ 𝑧 = (𝑃 − 1))
185 biorf 951 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 𝑧 = (𝑃 − 1) → (𝑧 = 1 ↔ (𝑧 = (𝑃 − 1) ∨ 𝑧 = 1)))
186184, 185syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑧 = 1 ↔ (𝑧 = (𝑃 − 1) ∨ 𝑧 = 1)))
187 ovex 6902 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ V
188187elsn 4385 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧} ↔ ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = 𝑧)
189 eqcom 2813 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = 𝑧𝑧 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
190188, 189bitri 266 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧} ↔ 𝑧 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
191 orcom 888 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑧 = (𝑃 − 1) ∨ 𝑧 = 1) ↔ (𝑧 = 1 ∨ 𝑧 = (𝑃 − 1)))
192157, 190, 1913bitr4g 305 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧} ↔ (𝑧 = (𝑃 − 1) ∨ 𝑧 = 1)))
193186, 192bitr4d 273 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑧 = 1 ↔ ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧}))
194193necon3abid 3014 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑧 ≠ 1 ↔ ¬ ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧}))
195194biimpa 464 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → ¬ ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧})
196 id 22 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑤 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) → 𝑤 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
19739, 61, 172, 174, 179, 181, 195, 181, 196gsumunsn 18556 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → (𝑇 Σg (𝑤 ∈ ({𝑧} ∪ {((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ↦ 𝑤)) = ((𝑇 Σg (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤)) · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
198171, 197syl5eq 2852 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → (𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = ((𝑇 Σg (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤)) · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
199148adantr 468 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → (𝑇 Σg (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤)) = 𝑧)
200199oveq1d 6885 . . . . . . . . . . 11 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → ((𝑇 Σg (𝑤 ∈ {𝑧} ↦ 𝑤)) · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) = (𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
201198, 200eqtrd 2840 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → (𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) = (𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
202201oveq1d 6885 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → ((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) mod 𝑃) = ((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) mod 𝑃))
203155, 72syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑧 ∈ ℤ)
20422adantr 468 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑃 ∈ ℕ)
205 fzm1ndvds 15263 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑃 ∈ ℕ ∧ 𝑧 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → ¬ 𝑃𝑧)
206204, 155, 205syl2anc 575 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ¬ 𝑃𝑧)
207 eqid 2806 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)
208207prmdiv 15703 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑧 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃𝑧) → (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ ((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) − 1)))
209154, 203, 206, 208syl3anc 1483 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ ((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) − 1)))
210209simprd 485 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑃 ∥ ((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) − 1))
211 elfznn 12589 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 ∈ (1...(𝑃 − 1)) → 𝑧 ∈ ℕ)
212155, 211syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑧 ∈ ℕ)
213130, 96sseldd 3799 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)))
214 elfznn 12589 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)) → ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ ℕ)
215213, 214syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ ℕ)
216212, 215nnmulcld 11350 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) ∈ ℕ)
217216nnzd 11743 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) ∈ ℤ)
218 1zzd 11670 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 1 ∈ ℤ)
219 moddvds 15210 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑃 ∈ ℕ ∧ (𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃) ↔ 𝑃 ∥ ((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) − 1)))
220204, 217, 218, 219syl3anc 1483 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃) ↔ 𝑃 ∥ ((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) − 1)))
221210, 220mpbird 248 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃))
222221adantr 468 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → ((𝑧 · ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃))
223202, 222eqtrd 2840 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑧 ≠ 1) → ((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃))
224166, 223pm2.61dane 3065 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃))
225 modmul1 12943 . . . . . . 7 ((((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ) ∧ ((𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) ∈ ℤ ∧ 𝑃 ∈ ℝ+) ∧ ((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) mod 𝑃) = (1 mod 𝑃)) → (((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) mod 𝑃) = ((1 · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) mod 𝑃))
226128, 129, 141, 142, 224, 225syl221anc 1493 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (((𝑇 Σg ( I ↾ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) mod 𝑃) = ((1 · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) mod 𝑃))
227141zcnd 11745 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) ∈ ℂ)
228227mulid2d 10339 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (1 · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) = (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))))
229228oveq1d 6885 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((1 · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) mod 𝑃) = ((𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) mod 𝑃))
230 sseqin2 4016 . . . . . . . . . . 11 ({𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ⊆ 𝑆 ↔ (𝑆 ∩ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) = {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
23198, 230sylib 209 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑆 ∩ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) = {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
232 vex 3394 . . . . . . . . . . . 12 𝑧 ∈ V
233232prnz 4500 . . . . . . . . . . 11 {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ≠ ∅
234233a1i 11 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ≠ ∅)
235231, 234eqnetrd 3045 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑆 ∩ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ≠ ∅)
236 disj4 4223 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∩ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) = ∅ ↔ ¬ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊊ 𝑆)
237236necon2abii 3028 . . . . . . . . 9 ((𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊊ 𝑆 ↔ (𝑆 ∩ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ≠ ∅)
238235, 237sylibr 225 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊊ 𝑆)
239 psseq1 3892 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → (𝑠𝑆 ↔ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊊ 𝑆))
240 reseq2 5592 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑠 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → ( I ↾ 𝑠) = ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
241240oveq2d 6886 . . . . . . . . . . . 12 (𝑠 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → (𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) = (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))))
242241oveq1d 6885 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = ((𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) mod 𝑃))
243242eqeq1d 2808 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → (((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃) ↔ ((𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
244239, 243imbi12d 335 . . . . . . . . 9 (𝑠 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → ((𝑠𝑆 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) ↔ ((𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊊ 𝑆 → ((𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))))
245 wilthlem2.r . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑆 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
246245adantr 468 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑆 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
247 ovex 6902 . . . . . . . . . . . 12 (1...(𝑃 − 1)) ∈ V
248247elpw2 5020 . . . . . . . . . . 11 ((𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)) ↔ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊆ (1...(𝑃 − 1)))
249131, 248sylibr 225 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)))
25011adantr 468 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) ∈ 𝑆)
251 eqcom 2813 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑧 = (𝑃 − 1) ↔ (𝑃 − 1) = 𝑧)
252183, 251bitri 266 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)} ↔ (𝑃 − 1) = 𝑧)
253182, 252sylnib 319 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ¬ (𝑃 − 1) = 𝑧)
254 oveq1 6877 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑃 − 1) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) → ((𝑃 − 1)↑(𝑃 − 2)) = (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)))
255254oveq1d 6885 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝑃 − 1) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) → (((𝑃 − 1)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
256204, 35syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
257 nn0uz 11936 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 0 = (ℤ‘0)
258256, 257syl6eleq 2895 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) ∈ (ℤ‘0))
259 eluzfz2 12568 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃 − 1) ∈ (ℤ‘0) → (𝑃 − 1) ∈ (0...(𝑃 − 1)))
260258, 259syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) ∈ (0...(𝑃 − 1)))
261 prmz 15603 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℤ)
262154, 261syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑃 ∈ ℤ)
263121, 250sseldd 3799 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) ∈ ℤ)
264 1z 11669 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1 ∈ ℤ
265 zsubcl 11681 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑃 − 1) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → ((𝑃 − 1) − 1) ∈ ℤ)
266263, 264, 265sylancl 576 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 − 1) − 1) ∈ ℤ)
267 dvdsmul1 15222 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 ∈ ℤ ∧ ((𝑃 − 1) − 1) ∈ ℤ) → 𝑃 ∥ (𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)))
268262, 266, 267syl2anc 575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑃 ∥ (𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)))
269204nncnd 11317 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑃 ∈ ℂ)
27024a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 1 ∈ ℂ)
271256nn0cnd 11615 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) ∈ ℂ)
272269, 270, 271subdird 10768 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 − 1) · (𝑃 − 1)) = ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − (1 · (𝑃 − 1))))
273269, 271mulcld 10341 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 · (𝑃 − 1)) ∈ ℂ)
274273, 269, 270subsubd 10701 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − (𝑃 − 1)) = (((𝑃 · (𝑃 − 1)) − 𝑃) + 1))
275271mulid2d 10339 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (1 · (𝑃 − 1)) = (𝑃 − 1))
276275oveq2d 6886 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − (1 · (𝑃 − 1))) = ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − (𝑃 − 1)))
277269, 271, 270subdid 10767 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) = ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − (𝑃 · 1)))
278269mulid1d 10338 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 · 1) = 𝑃)
279278oveq2d 6886 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − (𝑃 · 1)) = ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − 𝑃))
280277, 279eqtrd 2840 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) = ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − 𝑃))
281280oveq1d 6885 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) + 1) = (((𝑃 · (𝑃 − 1)) − 𝑃) + 1))
282274, 276, 2813eqtr4d 2850 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 · (𝑃 − 1)) − (1 · (𝑃 − 1))) = ((𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) + 1))
283272, 282eqtrd 2840 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 − 1) · (𝑃 − 1)) = ((𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) + 1))
284283oveq1d 6885 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (((𝑃 − 1) · (𝑃 − 1)) − 1) = (((𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) + 1) − 1))
285266zcnd 11745 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 − 1) − 1) ∈ ℂ)
286269, 285mulcld 10341 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) ∈ ℂ)
287 pncan 10568 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → (((𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) + 1) − 1) = (𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)))
288286, 24, 287sylancl 576 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (((𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)) + 1) − 1) = (𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)))
289284, 288eqtrd 2840 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (((𝑃 − 1) · (𝑃 − 1)) − 1) = (𝑃 · ((𝑃 − 1) − 1)))
290268, 289breqtrrd 4872 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑃 ∥ (((𝑃 − 1) · (𝑃 − 1)) − 1))
291130, 250sseldd 3799 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) ∈ (1...(𝑃 − 1)))
292 fzm1ndvds 15263 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 ∈ ℕ ∧ (𝑃 − 1) ∈ (1...(𝑃 − 1))) → ¬ 𝑃 ∥ (𝑃 − 1))
293204, 291, 292syl2anc 575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ¬ 𝑃 ∥ (𝑃 − 1))
294 eqid 2806 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑃 − 1)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = (((𝑃 − 1)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)
295294prmdiveq 15704 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ (𝑃 − 1) ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃 ∥ (𝑃 − 1)) → (((𝑃 − 1) ∈ (0...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ (((𝑃 − 1) · (𝑃 − 1)) − 1)) ↔ (𝑃 − 1) = (((𝑃 − 1)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
296154, 263, 293, 295syl3anc 1483 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (((𝑃 − 1) ∈ (0...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ (((𝑃 − 1) · (𝑃 − 1)) − 1)) ↔ (𝑃 − 1) = (((𝑃 − 1)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
297260, 290, 296mpbi2and 694 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) = (((𝑃 − 1)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
298207prmdivdiv 15705 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑧 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → 𝑧 = ((((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
299154, 155, 298syl2anc 575 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → 𝑧 = ((((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
300297, 299eqeq12d 2821 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 − 1) = 𝑧 ↔ (((𝑃 − 1)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
301255, 300syl5ibr 237 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 − 1) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) → (𝑃 − 1) = 𝑧))
302253, 301mtod 189 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ¬ (𝑃 − 1) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
303 ioran 997 . . . . . . . . . . . . . 14 (¬ ((𝑃 − 1) = 𝑧 ∨ (𝑃 − 1) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) ↔ (¬ (𝑃 − 1) = 𝑧 ∧ ¬ (𝑃 − 1) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
304253, 302, 303sylanbrc 574 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ¬ ((𝑃 − 1) = 𝑧 ∨ (𝑃 − 1) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
305 ovex 6902 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑃 − 1) ∈ V
306305elpr 4393 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑃 − 1) ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ↔ ((𝑃 − 1) = 𝑧 ∨ (𝑃 − 1) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
307304, 306sylnibr 320 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ¬ (𝑃 − 1) ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
308250, 307eldifd 3780 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑃 − 1) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
309 eldifi 3931 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → 𝑦𝑆)
31095r19.21bi 3120 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆)
311309, 310sylan2 582 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) → ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑆)
312 eldif 3779 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ↔ (𝑦𝑆 ∧ ¬ 𝑦 ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
313154adantr 468 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → 𝑃 ∈ ℙ)
314130sselda 3798 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → 𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1)))
315 eqid 2806 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)
316315prmdivdiv 15705 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → 𝑦 = ((((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
317313, 314, 316syl2anc 575 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → 𝑦 = ((((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
318 oveq1 6877 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = 𝑧 → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) = (𝑧↑(𝑃 − 2)))
319318oveq1d 6885 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = 𝑧 → ((((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
320319eqeq2d 2816 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = 𝑧 → (𝑦 = ((((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ↔ 𝑦 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
321317, 320syl5ibcom 236 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = 𝑧𝑦 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
322 oveq1 6877 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) = (((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)))
323322oveq1d 6885 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) → ((((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
324299adantr 468 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → 𝑧 = ((((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃))
325317, 324eqeq12d 2821 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → (𝑦 = 𝑧 ↔ ((((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
326323, 325syl5ibr 237 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) → 𝑦 = 𝑧))
327321, 326orim12d 978 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → ((((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = 𝑧 ∨ ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) → (𝑦 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∨ 𝑦 = 𝑧)))
328 ovex 6902 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ V
329328elpr 4393 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ↔ (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = 𝑧 ∨ ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
330 vex 3394 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 𝑦 ∈ V
331330elpr 4393 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑦 ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ↔ (𝑦 = 𝑧𝑦 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)))
332 orcom 888 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑦 = 𝑧𝑦 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) ↔ (𝑦 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∨ 𝑦 = 𝑧))
333331, 332bitri 266 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝑦 ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} ↔ (𝑦 = ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∨ 𝑦 = 𝑧))
334327, 329, 3333imtr4g 287 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} → 𝑦 ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
335334con3d 149 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦𝑆) → (¬ 𝑦 ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)} → ¬ ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
336335impr 444 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ (𝑦𝑆 ∧ ¬ 𝑦 ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) → ¬ ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
337312, 336sylan2b 583 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) → ¬ ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})
338311, 337eldifd 3780 . . . . . . . . . . . 12 (((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) ∧ 𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})) → ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
339338ralrimiva 3154 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ∀𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))
340308, 339jca 503 . . . . . . . . . 10 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑃 − 1) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
341 eleq2 2874 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → ((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑃 − 1) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
342 eleq2 2874 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥 ↔ ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
343342raleqbi1dv 3335 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → (∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥 ↔ ∀𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))
344341, 343anbi12d 618 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 = (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) → (((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥) ↔ ((𝑃 − 1) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))))
345344, 7elrab2 3562 . . . . . . . . . 10 ((𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝑃 − 1) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∧ ∀𝑦 ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))))
346249, 340, 345sylanbrc 574 . . . . . . . . 9 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ∈ 𝐴)
347244, 246, 346rspcdva 3508 . . . . . . . 8 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}) ⊊ 𝑆 → ((𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
348238, 347mpd 15 . . . . . . 7 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)}))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
349229, 348eqtrd 2840 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((1 · (𝑇 Σg ( I ↾ (𝑆 ∖ {𝑧, ((𝑧↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)})))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
350112, 226, 3493eqtrd 2844 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)})) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
351350ex 399 . . . 4 (𝜑 → ((𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)}) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
352351exlimdv 2024 . . 3 (𝜑 → (∃𝑧(𝑧𝑆 ∧ ¬ 𝑧 ∈ {(𝑃 − 1)}) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
35357, 352syl5bi 233 . 2 (𝜑 → (¬ 𝑆 ⊆ {(𝑃 − 1)} → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
35456, 353pm2.61d 171 1 (𝜑 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑆)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 197  wa 384  wo 865   = wceq 1637  wex 1859  wcel 2156  wne 2978  wral 3096  {crab 3100  Vcvv 3391  cdif 3766  cun 3767  cin 3768  wss 3769  wpss 3770  c0 4116  𝒫 cpw 4351  {csn 4370  {cpr 4372   class class class wbr 4844  cmpt 4923   I cid 5218  cres 5313  wf 6093  1-1-ontowf1o 6096  cfv 6097  (class class class)co 6870  Fincfn 8188   finSupp cfsupp 8510  cc 10215  cr 10216  0cc0 10217  1c1 10218   + caddc 10220   · cmul 10222  cmin 10547  -cneg 10548  cn 11301  2c2 11352  0cn0 11555  cz 11639  cuz 11900  +crp 12042  ...cfz 12545   mod cmo 12888  cexp 13079  cdvds 15199  cprime 15599   Σg cgsu 16302  Mndcmnd 17495  SubMndcsubmnd 17535  CMndccmn 18390  mulGrpcmgp 18687  Ringcrg 18745  CRingccrg 18746  SubRingcsubrg 18976  fldccnfld 19950
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1877  ax-4 1894  ax-5 2001  ax-6 2068  ax-7 2104  ax-8 2158  ax-9 2165  ax-10 2185  ax-11 2201  ax-12 2214  ax-13 2420  ax-ext 2784  ax-rep 4964  ax-sep 4975  ax-nul 4983  ax-pow 5035  ax-pr 5096  ax-un 7175  ax-inf2 8781  ax-cnex 10273  ax-resscn 10274  ax-1cn 10275  ax-icn 10276  ax-addcl 10277  ax-addrcl 10278  ax-mulcl 10279  ax-mulrcl 10280  ax-mulcom 10281  ax-addass 10282  ax-mulass 10283  ax-distr 10284  ax-i2m1 10285  ax-1ne0 10286  ax-1rid 10287  ax-rnegex 10288  ax-rrecex 10289  ax-cnre 10290  ax-pre-lttri 10291  ax-pre-lttrn 10292  ax-pre-ltadd 10293  ax-pre-mulgt0 10294  ax-pre-sup 10295  ax-addf 10296  ax-mulf 10297
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 866  df-3or 1101  df-3an 1102  df-tru 1641  df-ex 1860  df-nf 1864  df-sb 2061  df-eu 2634  df-mo 2635  df-clab 2793  df-cleq 2799  df-clel 2802  df-nfc 2937  df-ne 2979  df-nel 3082  df-ral 3101  df-rex 3102  df-reu 3103  df-rmo 3104  df-rab 3105  df-v 3393  df-sbc 3634  df-csb 3729  df-dif 3772  df-un 3774  df-in 3776  df-ss 3783  df-pss 3785  df-nul 4117  df-if 4280  df-pw 4353  df-sn 4371  df-pr 4373  df-tp 4375  df-op 4377  df-uni 4631  df-int 4670  df-iun 4714  df-iin 4715  df-br 4845  df-opab 4907  df-mpt 4924  df-tr 4947  df-id 5219  df-eprel 5224  df-po 5232  df-so 5233  df-fr 5270  df-se 5271  df-we 5272  df-xp 5317  df-rel 5318  df-cnv 5319  df-co 5320  df-dm 5321  df-rn 5322  df-res 5323  df-ima 5324  df-pred 5893  df-ord 5939  df-on 5940  df-lim 5941  df-suc 5942  df-iota 6060  df-fun 6099  df-fn 6100  df-f 6101  df-f1 6102  df-fo 6103  df-f1o 6104  df-fv 6105  df-isom 6106  df-riota 6831  df-ov 6873  df-oprab 6874  df-mpt2 6875  df-of 7123  df-om 7292  df-1st 7394  df-2nd 7395  df-supp 7526  df-wrecs 7638  df-recs 7700  df-rdg 7738  df-1o 7792  df-2o 7793  df-oadd 7796  df-er 7975  df-map 8090  df-en 8189  df-dom 8190  df-sdom 8191  df-fin 8192  df-fsupp 8511  df-sup 8583  df-inf 8584  df-oi 8650  df-card 9044  df-cda 9271  df-pnf 10357  df-mnf 10358  df-xr 10359  df-ltxr 10360  df-le 10361  df-sub 10549  df-neg 10550  df-div 10966  df-nn 11302  df-2 11360  df-3 11361  df-4 11362  df-5 11363  df-6 11364  df-7 11365  df-8 11366  df-9 11367  df-n0 11556  df-xnn0 11626  df-z 11640  df-dec 11756  df-uz 11901  df-rp 12043  df-fz 12546  df-fzo 12686  df-fl 12813  df-mod 12889  df-seq 13021  df-exp 13080  df-hash 13334  df-cj 14058  df-re 14059  df-im 14060  df-sqrt 14194  df-abs 14195  df-dvds 15200  df-gcd 15432  df-prm 15600  df-phi 15684  df-struct 16066  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-ress 16072  df-plusg 16162  df-mulr 16163  df-starv 16164  df-tset 16168  df-ple 16169  df-ds 16171  df-unif 16172  df-0g 16303  df-gsum 16304  df-mre 16447  df-mrc 16448  df-acs 16450  df-mgm 17443  df-sgrp 17485  df-mnd 17496  df-submnd 17537  df-grp 17626  df-minusg 17627  df-mulg 17742  df-subg 17789  df-cntz 17947  df-cmn 18392  df-mgp 18688  df-ur 18700  df-ring 18747  df-cring 18748  df-subrg 18978  df-cnfld 19951
This theorem is referenced by:  wilthlem3  25009
  Copyright terms: Public domain W3C validator