MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  wilthlem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem wilthlem3 25646
Description: Lemma for wilth 25647. Here we round out the argument of wilthlem2 25645 with the final step of the induction. The induction argument shows that every subset of 1...(𝑃 − 1) that is closed under inverse and contains 𝑃 − 1 multiplies to -1 mod 𝑃, and clearly 1...(𝑃 − 1) itself is such a set. Thus, the product of all the elements is -1, and all that is left is to translate the group sum notation (which we used for its unordered summing capabilities) into an ordered sequence to match the definition of the factorial. (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)}
Assertion
Ref Expression
wilthlem3 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∥ ((!‘(𝑃 − 1)) + 1))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐴   𝑥,𝑃,𝑦   𝑥,𝑇,𝑦

Proof of Theorem wilthlem3
Dummy variables 𝑡 𝑠 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 prmuz2 16039 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ (ℤ‘2))
2 uz2m1nn 12322 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ (ℤ‘2) → (𝑃 − 1) ∈ ℕ)
31, 2syl 17 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 − 1) ∈ ℕ)
4 nnuz 12280 . . . . . . 7 ℕ = (ℤ‘1)
53, 4eleqtrdi 2923 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 − 1) ∈ (ℤ‘1))
6 eluzfz2 12914 . . . . . 6 ((𝑃 − 1) ∈ (ℤ‘1) → (𝑃 − 1) ∈ (1...(𝑃 − 1)))
75, 6syl 17 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 − 1) ∈ (1...(𝑃 − 1)))
8 simpl 485 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → 𝑃 ∈ ℙ)
9 elfzelz 12907 . . . . . . . . 9 (𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1)) → 𝑦 ∈ ℤ)
109adantl 484 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → 𝑦 ∈ ℤ)
11 prmnn 16017 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∈ ℕ)
12 fzm1ndvds 15671 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℕ ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → ¬ 𝑃𝑦)
1311, 12sylan 582 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → ¬ 𝑃𝑦)
14 eqid 2821 . . . . . . . . 9 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) = ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)
1514prmdiv 16121 . . . . . . . 8 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ ¬ 𝑃𝑦) → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ ((𝑦 · ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) − 1)))
168, 10, 13, 15syl3anc 1367 . . . . . . 7 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ 𝑃 ∥ ((𝑦 · ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃)) − 1)))
1716simpld 497 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)))
1817ralrimiva 3182 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → ∀𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)))
19 ovex 7188 . . . . . . 7 (1...(𝑃 − 1)) ∈ V
2019pwid 4562 . . . . . 6 (1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1))
21 eleq2 2901 . . . . . . . 8 (𝑥 = (1...(𝑃 − 1)) → ((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ↔ (𝑃 − 1) ∈ (1...(𝑃 − 1))))
22 eleq2 2901 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (1...(𝑃 − 1)) → (((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥 ↔ ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1))))
2322raleqbi1dv 3403 . . . . . . . 8 (𝑥 = (1...(𝑃 − 1)) → (∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥 ↔ ∀𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1))))
2421, 23anbi12d 632 . . . . . . 7 (𝑥 = (1...(𝑃 − 1)) → (((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥) ↔ ((𝑃 − 1) ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ ∀𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)))))
25 wilthlem.a . . . . . . 7 𝐴 = {𝑥 ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)) ∣ ((𝑃 − 1) ∈ 𝑥 ∧ ∀𝑦𝑥 ((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ 𝑥)}
2624, 25elrab2 3682 . . . . . 6 ((1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝐴 ↔ ((1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝒫 (1...(𝑃 − 1)) ∧ ((𝑃 − 1) ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ ∀𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1)))))
2720, 26mpbiran 707 . . . . 5 ((1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝐴 ↔ ((𝑃 − 1) ∈ (1...(𝑃 − 1)) ∧ ∀𝑦 ∈ (1...(𝑃 − 1))((𝑦↑(𝑃 − 2)) mod 𝑃) ∈ (1...(𝑃 − 1))))
287, 18, 27sylanbrc 585 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝐴)
29 fzfi 13339 . . . . 5 (1...(𝑃 − 1)) ∈ Fin
30 eleq1 2900 . . . . . . . 8 (𝑠 = 𝑡 → (𝑠𝐴𝑡𝐴))
31 reseq2 5847 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 = 𝑡 → ( I ↾ 𝑠) = ( I ↾ 𝑡))
3231oveq2d 7171 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = 𝑡 → (𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) = (𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)))
3332oveq1d 7170 . . . . . . . . 9 (𝑠 = 𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)) mod 𝑃))
3433eqeq1d 2823 . . . . . . . 8 (𝑠 = 𝑡 → (((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃) ↔ ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
3530, 34imbi12d 347 . . . . . . 7 (𝑠 = 𝑡 → ((𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) ↔ (𝑡𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))))
3635imbi2d 343 . . . . . 6 (𝑠 = 𝑡 → ((𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))) ↔ (𝑃 ∈ ℙ → (𝑡𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))))
37 eleq1 2900 . . . . . . . 8 (𝑠 = (1...(𝑃 − 1)) → (𝑠𝐴 ↔ (1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝐴))
38 reseq2 5847 . . . . . . . . . . 11 (𝑠 = (1...(𝑃 − 1)) → ( I ↾ 𝑠) = ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))))
3938oveq2d 7171 . . . . . . . . . 10 (𝑠 = (1...(𝑃 − 1)) → (𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) = (𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))))
4039oveq1d 7170 . . . . . . . . 9 (𝑠 = (1...(𝑃 − 1)) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃))
4140eqeq1d 2823 . . . . . . . 8 (𝑠 = (1...(𝑃 − 1)) → (((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃) ↔ ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
4237, 41imbi12d 347 . . . . . . 7 (𝑠 = (1...(𝑃 − 1)) → ((𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) ↔ ((1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))))
4342imbi2d 343 . . . . . 6 (𝑠 = (1...(𝑃 − 1)) → ((𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))) ↔ (𝑃 ∈ ℙ → ((1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))))
44 bi2.04 391 . . . . . . . . . . 11 ((𝑠𝑡 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))) ↔ (𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝑡 → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))))
45 pm2.27 42 . . . . . . . . . . . 12 (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝑡 → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))) → (𝑠𝑡 → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))))
4645com34 91 . . . . . . . . . . 11 (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝑡 → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))) → (𝑠𝐴 → (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))))
4744, 46syl5bi 244 . . . . . . . . . 10 (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑠𝑡 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))) → (𝑠𝐴 → (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))))
4847alimdv 1913 . . . . . . . . 9 (𝑃 ∈ ℙ → (∀𝑠(𝑠𝑡 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))) → ∀𝑠(𝑠𝐴 → (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))))
49 df-ral 3143 . . . . . . . . 9 (∀𝑠𝐴 (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) ↔ ∀𝑠(𝑠𝐴 → (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))))
5048, 49syl6ibr 254 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ ℙ → (∀𝑠(𝑠𝑡 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))) → ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))))
51 wilthlem.t . . . . . . . . . 10 𝑇 = (mulGrp‘ℂfld)
52 simp1 1132 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) ∧ 𝑡𝐴) → 𝑃 ∈ ℙ)
53 simp3 1134 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) ∧ 𝑡𝐴) → 𝑡𝐴)
54 simp2 1133 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) ∧ 𝑡𝐴) → ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
5551, 25, 52, 53, 54wilthlem2 25645 . . . . . . . . 9 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ ∀𝑠𝐴 (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) ∧ 𝑡𝐴) → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
56553exp 1115 . . . . . . . 8 (𝑃 ∈ ℙ → (∀𝑠𝐴 (𝑠𝑡 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)) → (𝑡𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))))
5750, 56syldc 48 . . . . . . 7 (∀𝑠(𝑠𝑡 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))) → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑡𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))))
5857a1i 11 . . . . . 6 (𝑡 ∈ Fin → (∀𝑠(𝑠𝑡 → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑠𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑠)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))) → (𝑃 ∈ ℙ → (𝑡𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ 𝑡)) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))))
5936, 43, 58findcard3 8760 . . . . 5 ((1...(𝑃 − 1)) ∈ Fin → (𝑃 ∈ ℙ → ((1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))))
6029, 59ax-mp 5 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → ((1...(𝑃 − 1)) ∈ 𝐴 → ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃)))
6128, 60mpd 15 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃))
62 cnfld1 20569 . . . . . 6 1 = (1r‘ℂfld)
6351, 62ringidval 19252 . . . . 5 1 = (0g𝑇)
64 cncrng 20565 . . . . . 6 fld ∈ CRing
6551crngmgp 19304 . . . . . 6 (ℂfld ∈ CRing → 𝑇 ∈ CMnd)
6664, 65mp1i 13 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑇 ∈ CMnd)
6729a1i 11 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → (1...(𝑃 − 1)) ∈ Fin)
68 zsubrg 20597 . . . . . 6 ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld)
6951subrgsubm 19547 . . . . . 6 (ℤ ∈ (SubRing‘ℂfld) → ℤ ∈ (SubMnd‘𝑇))
7068, 69mp1i 13 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → ℤ ∈ (SubMnd‘𝑇))
71 f1oi 6651 . . . . . . . 8 ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))–1-1-onto→(1...(𝑃 − 1))
72 f1of 6614 . . . . . . . 8 (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))–1-1-onto→(1...(𝑃 − 1)) → ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶(1...(𝑃 − 1)))
7371, 72ax-mp 5 . . . . . . 7 ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶(1...(𝑃 − 1))
74 fzssz 12908 . . . . . . 7 (1...(𝑃 − 1)) ⊆ ℤ
75 fss 6526 . . . . . . 7 ((( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶(1...(𝑃 − 1)) ∧ (1...(𝑃 − 1)) ⊆ ℤ) → ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶ℤ)
7673, 74, 75mp2an 690 . . . . . 6 ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶ℤ
7776a1i 11 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶ℤ)
78 1ex 10636 . . . . . . 7 1 ∈ V
7978a1i 11 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → 1 ∈ V)
8077, 67, 79fdmfifsupp 8842 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) finSupp 1)
8163, 66, 67, 70, 77, 80gsumsubmcl 19038 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) ∈ ℤ)
82 1z 12011 . . . . 5 1 ∈ ℤ
83 znegcl 12016 . . . . 5 (1 ∈ ℤ → -1 ∈ ℤ)
8482, 83mp1i 13 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → -1 ∈ ℤ)
85 moddvds 15617 . . . 4 ((𝑃 ∈ ℕ ∧ (𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) ∈ ℤ ∧ -1 ∈ ℤ) → (((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃) ↔ 𝑃 ∥ ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) − -1)))
8611, 81, 84, 85syl3anc 1367 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → (((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) mod 𝑃) = (-1 mod 𝑃) ↔ 𝑃 ∥ ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) − -1)))
8761, 86mpbid 234 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∥ ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) − -1))
88 fcoi1 6551 . . . . . . . . . 10 (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶(1...(𝑃 − 1)) → (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) = ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))))
8973, 88ax-mp 5 . . . . . . . . 9 (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) = ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))
9089fveq1i 6670 . . . . . . . 8 ((( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))))‘𝑘) = (( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))‘𝑘)
91 fvres 6688 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (1...(𝑃 − 1)) → (( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))‘𝑘) = ( I ‘𝑘))
9290, 91syl5eq 2868 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ (1...(𝑃 − 1)) → ((( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))))‘𝑘) = ( I ‘𝑘))
9392adantl 484 . . . . . 6 ((𝑃 ∈ ℙ ∧ 𝑘 ∈ (1...(𝑃 − 1))) → ((( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))))‘𝑘) = ( I ‘𝑘))
945, 93seqfveq 13393 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → (seq1( · , (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))))‘(𝑃 − 1)) = (seq1( · , I )‘(𝑃 − 1)))
95 cnfldbas 20548 . . . . . . 7 ℂ = (Base‘ℂfld)
9651, 95mgpbas 19244 . . . . . 6 ℂ = (Base‘𝑇)
97 cnfldmul 20550 . . . . . . 7 · = (.r‘ℂfld)
9851, 97mgpplusg 19242 . . . . . 6 · = (+g𝑇)
99 eqid 2821 . . . . . 6 (Cntz‘𝑇) = (Cntz‘𝑇)
100 cnring 20566 . . . . . . 7 fld ∈ Ring
10151ringmgp 19302 . . . . . . 7 (ℂfld ∈ Ring → 𝑇 ∈ Mnd)
102100, 101mp1i 13 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑇 ∈ Mnd)
103 zsscn 11988 . . . . . . . 8 ℤ ⊆ ℂ
104 fss 6526 . . . . . . . 8 ((( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶ℤ ∧ ℤ ⊆ ℂ) → ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶ℂ)
10576, 103, 104mp2an 690 . . . . . . 7 ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶ℂ
106105a1i 11 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))⟶ℂ)
10796, 99, 66, 106cntzcmnf 18964 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → ran ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ⊆ ((Cntz‘𝑇)‘ran ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))))
108 f1of1 6613 . . . . . . 7 (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))–1-1-onto→(1...(𝑃 − 1)) → ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))–1-1→(1...(𝑃 − 1)))
10971, 108mp1i 13 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))):(1...(𝑃 − 1))–1-1→(1...(𝑃 − 1)))
110 suppssdm 7842 . . . . . . . . 9 (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) supp 1) ⊆ dom ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))
111 dmresi 5920 . . . . . . . . 9 dom ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) = (1...(𝑃 − 1))
112110, 111sseqtri 4002 . . . . . . . 8 (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) supp 1) ⊆ (1...(𝑃 − 1))
113 rnresi 5942 . . . . . . . 8 ran ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) = (1...(𝑃 − 1))
114112, 113sseqtrri 4003 . . . . . . 7 (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) supp 1) ⊆ ran ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))
115114a1i 11 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) supp 1) ⊆ ran ( I ↾ (1...(𝑃 − 1))))
116 eqid 2821 . . . . . 6 ((( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) supp 1) = ((( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) supp 1)
11796, 63, 98, 99, 102, 67, 106, 107, 3, 109, 115, 116gsumval3 19026 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) = (seq1( · , (( I ↾ (1...(𝑃 − 1))) ∘ ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))))‘(𝑃 − 1)))
118 facnn 13634 . . . . . 6 ((𝑃 − 1) ∈ ℕ → (!‘(𝑃 − 1)) = (seq1( · , I )‘(𝑃 − 1)))
1193, 118syl 17 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → (!‘(𝑃 − 1)) = (seq1( · , I )‘(𝑃 − 1)))
12094, 117, 1193eqtr4d 2866 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) = (!‘(𝑃 − 1)))
121120oveq1d 7170 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) − -1) = ((!‘(𝑃 − 1)) − -1))
122 nnm1nn0 11937 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ ℕ → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
12311, 122syl 17 . . . . . 6 (𝑃 ∈ ℙ → (𝑃 − 1) ∈ ℕ0)
124123faccld 13643 . . . . 5 (𝑃 ∈ ℙ → (!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℕ)
125124nncnd 11653 . . . 4 (𝑃 ∈ ℙ → (!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℂ)
126 ax-1cn 10594 . . . 4 1 ∈ ℂ
127 subneg 10934 . . . 4 (((!‘(𝑃 − 1)) ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ) → ((!‘(𝑃 − 1)) − -1) = ((!‘(𝑃 − 1)) + 1))
128125, 126, 127sylancl 588 . . 3 (𝑃 ∈ ℙ → ((!‘(𝑃 − 1)) − -1) = ((!‘(𝑃 − 1)) + 1))
129121, 128eqtrd 2856 . 2 (𝑃 ∈ ℙ → ((𝑇 Σg ( I ↾ (1...(𝑃 − 1)))) − -1) = ((!‘(𝑃 − 1)) + 1))
13087, 129breqtrd 5091 1 (𝑃 ∈ ℙ → 𝑃 ∥ ((!‘(𝑃 − 1)) + 1))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 208  wa 398  w3a 1083  wal 1531   = wceq 1533  wcel 2110  wral 3138  {crab 3142  Vcvv 3494  wss 3935  wpss 3936  𝒫 cpw 4538   class class class wbr 5065   I cid 5458  dom cdm 5554  ran crn 5555  cres 5556  ccom 5558  wf 6350  1-1wf1 6351  1-1-ontowf1o 6353  cfv 6354  (class class class)co 7155   supp csupp 7829  Fincfn 8508  cc 10534  1c1 10537   + caddc 10539   · cmul 10541  cmin 10869  -cneg 10870  cn 11637  2c2 11691  0cn0 11896  cz 11980  cuz 12242  ...cfz 12891   mod cmo 13236  seqcseq 13368  cexp 13428  !cfa 13632  cdvds 15606  cprime 16014   Σg cgsu 16713  Mndcmnd 17910  SubMndcsubmnd 17954  Cntzccntz 18444  CMndccmn 18905  mulGrpcmgp 19238  Ringcrg 19296  CRingccrg 19297  SubRingcsubrg 19530  fldccnfld 20544
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1907  ax-6 1966  ax-7 2011  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2173  ax-ext 2793  ax-rep 5189  ax-sep 5202  ax-nul 5209  ax-pow 5265  ax-pr 5329  ax-un 7460  ax-cnex 10592  ax-resscn 10593  ax-1cn 10594  ax-icn 10595  ax-addcl 10596  ax-addrcl 10597  ax-mulcl 10598  ax-mulrcl 10599  ax-mulcom 10600  ax-addass 10601  ax-mulass 10602  ax-distr 10603  ax-i2m1 10604  ax-1ne0 10605  ax-1rid 10606  ax-rnegex 10607  ax-rrecex 10608  ax-cnre 10609  ax-pre-lttri 10610  ax-pre-lttrn 10611  ax-pre-ltadd 10612  ax-pre-mulgt0 10613  ax-pre-sup 10614  ax-addf 10615  ax-mulf 10616
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1536  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2066  df-mo 2618  df-eu 2650  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3772  df-csb 3883  df-dif 3938  df-un 3940  df-in 3942  df-ss 3951  df-pss 3953  df-nul 4291  df-if 4467  df-pw 4540  df-sn 4567  df-pr 4569  df-tp 4571  df-op 4573  df-uni 4838  df-int 4876  df-iun 4920  df-iin 4921  df-br 5066  df-opab 5128  df-mpt 5146  df-tr 5172  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-se 5514  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6147  df-ord 6193  df-on 6194  df-lim 6195  df-suc 6196  df-iota 6313  df-fun 6356  df-fn 6357  df-f 6358  df-f1 6359  df-fo 6360  df-f1o 6361  df-fv 6362  df-isom 6363  df-riota 7113  df-ov 7158  df-oprab 7159  df-mpo 7160  df-of 7408  df-om 7580  df-1st 7688  df-2nd 7689  df-supp 7830  df-wrecs 7946  df-recs 8007  df-rdg 8045  df-1o 8101  df-2o 8102  df-oadd 8105  df-er 8288  df-map 8407  df-en 8509  df-dom 8510  df-sdom 8511  df-fin 8512  df-fsupp 8833  df-sup 8905  df-inf 8906  df-oi 8973  df-dju 9329  df-card 9367  df-pnf 10676  df-mnf 10677  df-xr 10678  df-ltxr 10679  df-le 10680  df-sub 10871  df-neg 10872  df-div 11297  df-nn 11638  df-2 11699  df-3 11700  df-4 11701  df-5 11702  df-6 11703  df-7 11704  df-8 11705  df-9 11706  df-n0 11897  df-xnn0 11967  df-z 11981  df-dec 12098  df-uz 12243  df-rp 12389  df-fz 12892  df-fzo 13033  df-fl 13161  df-mod 13237  df-seq 13369  df-exp 13429  df-fac 13633  df-hash 13690  df-cj 14457  df-re 14458  df-im 14459  df-sqrt 14593  df-abs 14594  df-dvds 15607  df-gcd 15843  df-prm 16015  df-phi 16102  df-struct 16484  df-ndx 16485  df-slot 16486  df-base 16488  df-sets 16489  df-ress 16490  df-plusg 16577  df-mulr 16578  df-starv 16579  df-tset 16583  df-ple 16584  df-ds 16586  df-unif 16587  df-0g 16714  df-gsum 16715  df-mre 16856  df-mrc 16857  df-acs 16859  df-mgm 17851  df-sgrp 17900  df-mnd 17911  df-submnd 17956  df-grp 18105  df-minusg 18106  df-mulg 18224  df-subg 18275  df-cntz 18446  df-cmn 18907  df-mgp 19239  df-ur 19251  df-ring 19298  df-cring 19299  df-subrg 19532  df-cnfld 20545
This theorem is referenced by:  wilth  25647
  Copyright terms: Public domain W3C validator