Theorem zrhcntr 34678

Description: The canonical representation of an integer 𝑁 in a ring 𝑅 is in the centralizer of the ring's multiplicative monoid. (Contributed by Thierry Arnoux, 5-Oct-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
zrhcntr.1	⊢ 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
zrhcntr.2	⊢ 𝐶 = (Cntr‘𝑀)
zrhcntr.3	⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑅)
zrhcntr.4	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
zrhcntr.5	⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)

Assertion

Ref	Expression
zrhcntr	⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶)

Proof of Theorem zrhcntr

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

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fveq2 6905	. . . 4 ⊢ (𝑚 = 𝑁 → (𝐿‘𝑚) = (𝐿‘𝑁))
2	1	eleq1d 2849	. . 3 ⊢ (𝑚 = 𝑁 → ((𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶))
3		fveq2 6905	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 0 → (𝐿‘𝑖) = (𝐿‘0))
4	3	eleq1d 2849	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 0 → ((𝐿‘𝑖) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘0) ∈ 𝐶))
5		fveq2 6905	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝑛 → (𝐿‘𝑖) = (𝐿‘𝑛))
6	5	eleq1d 2849	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝑛 → ((𝐿‘𝑖) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶))
7		fveq2 6905	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = (𝑛 + 1) → (𝐿‘𝑖) = (𝐿‘(𝑛 + 1)))
8	7	eleq1d 2849	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = (𝑛 + 1) → ((𝐿‘𝑖) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘(𝑛 + 1)) ∈ 𝐶))
9		fveq2 6905	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝑚 → (𝐿‘𝑖) = (𝐿‘𝑚))
10	9	eleq1d 2849	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝑚 → ((𝐿‘𝑖) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶))
11		zrhcntr.4	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
12		zrhcntr.3	. . . . . . . . . 10 ⊢ 𝐿 = (ℤRHom‘𝑅)
13		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
14	12, 13	zrh0 21846	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (𝐿‘0) = (0g‘𝑅))
15	11, 14	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘0) = (0g‘𝑅))
16		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
17	16, 13	ring0cl 20523	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
18	11, 17	syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
19	15, 18	eqeltrd 2864	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘0) ∈ (Base‘𝑅))
20		eqid 2763	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
21	11	adantr 486	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
22		simpr 490	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
23	16, 20, 13, 21, 22	ringlzd 20553	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((0g‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥) = (0g‘𝑅))
24	16, 20, 13, 21, 22	ringrzd 20554	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑅))
25	23, 24	eqtr4d 2801	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((0g‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(0g‘𝑅)))
26	15	oveq1d 7455	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘0)(.r‘𝑅)𝑥) = ((0g‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥))
27	26	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘0)(.r‘𝑅)𝑥) = ((0g‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥))
28	15	oveq2d 7456	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘0)) = (𝑥(.r‘𝑅)(0g‘𝑅)))
29	28	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘0)) = (𝑥(.r‘𝑅)(0g‘𝑅)))
30	25, 27, 29	3eqtr4d 2808	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘0)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘0)))
31	30	ralrimiva 3158	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘0)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘0)))
32		zrhcntr.1	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑀 = (mulGrp‘𝑅)
33	32, 16	mgpbas 20392	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
34	32, 20	mgpplusg 20391	. . . . . . . 8 ⊢ (.r‘𝑅) = (+g‘𝑀)
35		zrhcntr.2	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐶 = (Cntr‘𝑀)
36	33, 34, 35	elcntr 19571	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐿‘0) ∈ 𝐶 ↔ ((𝐿‘0) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘0)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘0))))
37	19, 31, 36	sylanbrc 595	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘0) ∈ 𝐶)
38	12	zrhrhm 21844	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑅))
39		rhmghm 20741	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑅) → 𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
40	11, 38, 39	3syl 19	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
41	40	ad2antrr 739	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
42		simplr 781	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 𝑛 ∈ ℕ0)
43	42	nn0zd 12742	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 𝑛 ∈ ℤ)
44		1zzd 12751	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 1 ∈ ℤ)
45		zringbas 21786	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
46		zringplusg 21787	. . . . . . . . . 10 ⊢ + = (+g‘ℤring)
47		eqid 2763	. . . . . . . . . 10 ⊢ (+g‘𝑅) = (+g‘𝑅)
48	45, 46, 47	ghmlin 19461	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅) ∧ 𝑛 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝑛 + 1)) = ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(𝐿‘1)))
49	41, 43, 44, 48	syl3anc 1399	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘(𝑛 + 1)) = ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(𝐿‘1)))
50		eqid 2763	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
51	12, 50	zrh1 21845	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (𝐿‘1) = (1r‘𝑅))
52	11, 51	syl 18	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘1) = (1r‘𝑅))
53	52	ad2antrr 739	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘1) = (1r‘𝑅))
54	53	oveq2d 7456	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(𝐿‘1)) = ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)))
55	49, 54	eqtrd 2798	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘(𝑛 + 1)) = ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)))
56	11	ringgrpd 20496	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
57	56	ad2antrr 739	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 𝑅 ∈ Grp)
58	33	cntrss 19572	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Cntr‘𝑀) ⊆ (Base‘𝑅)
59	35, 58	eqsstri 3959	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐶 ⊆ (Base‘𝑅)
60	59	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐶 ⊆ (Base‘𝑅))
61	60	sselda 3913	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘𝑛) ∈ (Base‘𝑅))
62	16, 50	ringidcl 20521	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
63	11, 62	syl 18	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
64	63	ad2antrr 739	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
65	16, 47, 57, 61, 64	grpcld 19184	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
66	33, 34, 35	cntri 19573	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘𝑛)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑛)))
67	66	adantll 727	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘𝑛)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑛)))
68	11	ad3antrrr 743	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
69		simpr 490	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
70	16, 20, 50, 68, 69	ringlidmd 20528	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((1r‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥) = 𝑥)
71	16, 20, 50, 68, 69	ringridmd 20529	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)) = 𝑥)
72	70, 71	eqtr4d 2801	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((1r‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)))
73	67, 72	oveq12d 7458	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (((𝐿‘𝑛)(.r‘𝑅)𝑥)(+g‘𝑅)((1r‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥)) = ((𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑛))(+g‘𝑅)(𝑥(.r‘𝑅)(1r‘𝑅))))
74	61	adantr 486	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘𝑛) ∈ (Base‘𝑅))
75	68, 62	syl 18	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
76	16, 47, 20, 68, 74, 75, 69	ringdird 20519	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅))(.r‘𝑅)𝑥) = (((𝐿‘𝑛)(.r‘𝑅)𝑥)(+g‘𝑅)((1r‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥)))
77	16, 47, 20, 68, 69, 74, 75	ringdid 20518	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅))) = ((𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑛))(+g‘𝑅)(𝑥(.r‘𝑅)(1r‘𝑅))))
78	73, 76, 77	3eqtr4d 2808	. . . . . . . . 9 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅))(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅))))
79	78	ralrimiva 3158	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)(((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅))(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅))))
80	33, 34, 35	elcntr 19571	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)) ∈ 𝐶 ↔ (((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)(((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅))(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)))))
81	65, 79, 80	sylanbrc 595	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)) ∈ 𝐶)
82	55, 81	eqeltrd 2864	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘(𝑛 + 1)) ∈ 𝐶)
83	4, 6, 8, 10, 37, 82	nn0indd 12820	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶)
84	83	ralrimiva 3158	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ ℕ0 (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶)
85	84	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶)
86		simpr 490	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
87	2, 85, 86	rspcdva 3581	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶)
88	45, 16	rhmf 20742	. . . . . 6 ⊢ (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑅) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑅))
89	11, 38, 88	3syl 19	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑅))
90	89	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑅))
91		zrhcntr.5	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
92	91	adantr 486	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
93	90, 92	ffvelcdmd 7106	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘𝑁) ∈ (Base‘𝑅))
94		eqid 2763	. . . . . 6 ⊢ (invg‘𝑅) = (invg‘𝑅)
95	11	ad2antrr 739	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
96		fveq2 6905	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑚 = -𝑁 → (𝐿‘𝑚) = (𝐿‘ -𝑁))
97	96	eleq1d 2849	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑚 = -𝑁 → ((𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘ -𝑁) ∈ 𝐶))
98	84	adantr 486	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶)
99		simpr 490	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → -𝑁 ∈ ℕ0)
100	97, 98, 99	rspcdva 3581	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘ -𝑁) ∈ 𝐶)
101	33, 34, 35	elcntr 19571	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐿‘ -𝑁) ∈ 𝐶 ↔ ((𝐿‘ -𝑁) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘ -𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘ -𝑁))))
102	100, 101	sylib 221	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝐿‘ -𝑁) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘ -𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘ -𝑁))))
103	102	simpld 500	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘ -𝑁) ∈ (Base‘𝑅))
104	103	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘ -𝑁) ∈ (Base‘𝑅))
105		simpr 490	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
106	16, 20, 94, 95, 104, 105	ringmneg1 20562	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (((invg‘𝑅)‘(𝐿‘ -𝑁))(.r‘𝑅)𝑥) = ((invg‘𝑅)‘((𝐿‘ -𝑁)(.r‘𝑅)𝑥)))
107	91	zcnd 12828	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
108	107	ad2antrr 739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑁 ∈ ℂ)
109	108	negnegd 11684	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → - -𝑁 = 𝑁)
110	91	znegcld 12829	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → -𝑁 ∈ ℤ)
111		zringinvg 21798	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ( -𝑁 ∈ ℤ → - -𝑁 = ((invg‘ℤring)‘ -𝑁))
112	110, 111	syl 18	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → - -𝑁 = ((invg‘ℤring)‘ -𝑁))
113	112	ad2antrr 739	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → - -𝑁 = ((invg‘ℤring)‘ -𝑁))
114	109, 113	eqtr3d 2800	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑁 = ((invg‘ℤring)‘ -𝑁))
115	114	fveq2d 6909	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘𝑁) = (𝐿‘((invg‘ℤring)‘ -𝑁)))
116	95, 38, 39	3syl 19	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
117	110	ad2antrr 739	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → -𝑁 ∈ ℤ)
118		eqid 2763	. . . . . . . . 9 ⊢ (invg‘ℤring) = (invg‘ℤring)
119	45, 118, 94	ghminv 19463	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅) ∧ -𝑁 ∈ ℤ) → (𝐿‘((invg‘ℤring)‘ -𝑁)) = ((invg‘𝑅)‘(𝐿‘ -𝑁)))
120	116, 117, 119	syl2anc 596	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘((invg‘ℤring)‘ -𝑁)) = ((invg‘𝑅)‘(𝐿‘ -𝑁)))
121	115, 120	eqtrd 2798	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘𝑁) = ((invg‘𝑅)‘(𝐿‘ -𝑁)))
122	121	oveq1d 7455	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (((invg‘𝑅)‘(𝐿‘ -𝑁))(.r‘𝑅)𝑥))
123	16, 20, 94, 95, 105, 104	ringmneg2 20563	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)((invg‘𝑅)‘(𝐿‘ -𝑁))) = ((invg‘𝑅)‘(𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘ -𝑁))))
124	121	oveq2d 7456	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁)) = (𝑥(.r‘𝑅)((invg‘𝑅)‘(𝐿‘ -𝑁))))
125	102	simprd 501	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘ -𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘ -𝑁)))
126	125	r19.21bi 3258	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘ -𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘ -𝑁)))
127	126	fveq2d 6909	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((invg‘𝑅)‘((𝐿‘ -𝑁)(.r‘𝑅)𝑥)) = ((invg‘𝑅)‘(𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘ -𝑁))))
128	123, 124, 127	3eqtr4d 2808	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁)) = ((invg‘𝑅)‘((𝐿‘ -𝑁)(.r‘𝑅)𝑥)))
129	106, 122, 128	3eqtr4d 2808	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁)))
130	129	ralrimiva 3158	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁)))
131	33, 34, 35	elcntr 19571	. . 3 ⊢ ((𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶 ↔ ((𝐿‘𝑁) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁))))
132	93, 130, 131	sylanbrc 595	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶)
133		elznn0 12732	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ ↔ (𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0)))
134	91, 133	sylib 221	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0)))
135	134	simprd 501	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0))
136	87, 132, 135	mpjaodan 973	1 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080   ⊆ wss 3900  ⟶wf 6551  ‘cfv 6555  (class class class)co 7440  ℂcc 11222  ℝcr 11223  0cc0 11224  1c1 11225   + caddc 11227   -cneg 11566  ℕ₀cn0 12630  ℤcz 12717  Basecbs 17413  +_gcplusg 17454  ._rcmulr 17455  0_gc0g 17636  Grpcgrp 19170  inv_gcminusg 19171   GrpHom cghm 19453  Cntrccntr 19557  mulGrpcmgp 20387  1_rcur 20434  Ringcrg 20486   RingHom crh 20726  ℤ_ringczring 21779  ℤRHomczrh 21832

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7772  ax-cnex 11280  ax-resscn 11281  ax-1cn 11282  ax-icn 11283  ax-addcl 11284  ax-addrcl 11285  ax-mulcl 11286  ax-mulrcl 11287  ax-mulcom 11288  ax-addass 11289  ax-mulass 11290  ax-distr 11291  ax-i2m1 11292  ax-1ne0 11293  ax-1rid 11294  ax-rnegex 11295  ax-rrecex 11296  ax-cnre 11297  ax-pre-lttri 11298  ax-pre-lttrn 11299  ax-pre-ltadd 11300  ax-pre-mulgt0 11301  ax-addf 11303  ax-mulf 11304

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  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 6319  df-ord 6380  df-on 6381  df-lim 6382  df-suc 6383  df-iota 6509  df-fun 6557  df-fn 6558  df-f 6559  df-f1 6560  df-fo 6561  df-f1o 6562  df-fv 6563  df-riota 7397  df-ov 7443  df-oprab 7444  df-mpo 7445  df-om 7899  df-1st 8022  df-2nd 8023  df-frecs 8324  df-wrecs 8355  df-recs 8404  df-rdg 8443  df-1o 8501  df-er 8742  df-map 8874  df-en 8999  df-dom 9000  df-sdom 9001  df-fin 9002  df-pnf 11369  df-mnf 11370  df-xr 11371  df-ltxr 11372  df-le 11373  df-sub 11567  df-neg 11568  df-nn 12360  df-2 12429  df-3 12430  df-4 12431  df-5 12432  df-6 12433  df-7 12434  df-8 12435  df-9 12436  df-n0 12631  df-z 12718  df-dec 12839  df-uz 12990  df-fz 13664  df-seq 14169  df-struct 17351  df-sets 17368  df-slot 17386  df-ndx 17398  df-base 17414  df-ress 17435  df-plusg 17467  df-mulr 17468  df-starv 17469  df-tset 17473  df-ple 17474  df-ds 17476  df-unif 17477  df-0g 17638  df-mgm 18842  df-sgrp 18934  df-mnd 18950  df-mhm 19004  df-grp 19173  df-minusg 19174  df-mulg 19304  df-subg 19359  df-ghm 19454  df-cntz 19558  df-cntr 19559  df-cmn 20023  df-abl 20024  df-mgp 20388  df-rng 20402  df-ur 20435  df-ring 20488  df-cring 20489  df-rhm 20729  df-subrng 20825  df-subrg 20849  df-cnfld 21706  df-zring 21780  df-zrh 21836

This theorem is used by: (None)