Theorem zrhcntr 34230

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 6856	. . . 4 ⊢ (𝑚 = 𝑁 → (𝐿‘𝑚) = (𝐿‘𝑁))
2	1	eleq1d 2841	. . 3 ⊢ (𝑚 = 𝑁 → ((𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶))
3		fveq2 6856	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 0 → (𝐿‘𝑖) = (𝐿‘0))
4	3	eleq1d 2841	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 0 → ((𝐿‘𝑖) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘0) ∈ 𝐶))
5		fveq2 6856	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝑛 → (𝐿‘𝑖) = (𝐿‘𝑛))
6	5	eleq1d 2841	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = 𝑛 → ((𝐿‘𝑖) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶))
7		fveq2 6856	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = (𝑛 + 1) → (𝐿‘𝑖) = (𝐿‘(𝑛 + 1)))
8	7	eleq1d 2841	. . . . . 6 ⊢ (𝑖 = (𝑛 + 1) → ((𝐿‘𝑖) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘(𝑛 + 1)) ∈ 𝐶))
9		fveq2 6856	. . . . . . 7 ⊢ (𝑖 = 𝑚 → (𝐿‘𝑖) = (𝐿‘𝑚))
10	9	eleq1d 2841	. . . . . 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 2756	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
14	12, 13	zrh0 21538	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (𝐿‘0) = (0g‘𝑅))
15	11, 14	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘0) = (0g‘𝑅))
16		eqid 2756	. . . . . . . . . 10 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
17	16, 13	ring0cl 20289	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
18	11, 17	syl 17	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
19	15, 18	eqeltrd 2856	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘0) ∈ (Base‘𝑅))
20		eqid 2756	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
21	11	adantr 483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
22		simpr 487	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
23	16, 20, 13, 21, 22	ringlzd 20317	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((0g‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥) = (0g‘𝑅))
24	16, 20, 13, 21, 22	ringrzd 20318	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑅))
25	23, 24	eqtr4d 2794	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((0g‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(0g‘𝑅)))
26	15	oveq1d 7400	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → ((𝐿‘0)(.r‘𝑅)𝑥) = ((0g‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥))
27	26	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘0)(.r‘𝑅)𝑥) = ((0g‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥))
28	15	oveq2d 7401	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘0)) = (𝑥(.r‘𝑅)(0g‘𝑅)))
29	28	adantr 483	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘0)) = (𝑥(.r‘𝑅)(0g‘𝑅)))
30	25, 27, 29	3eqtr4d 2801	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘0)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘0)))
31	30	ralrimiva 3148	. . . . . . 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 20167	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑀)
34	32, 20	mgpplusg 20166	. . . . . . . 8 ⊢ (.r‘𝑅) = (+g‘𝑀)
35		zrhcntr.2	. . . . . . . 8 ⊢ 𝐶 = (Cntr‘𝑀)
36	33, 34, 35	elcntr 19346	. . . . . . 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 591	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘0) ∈ 𝐶)
38	12	zrhrhm 21536	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑅))
39		rhmghm 20504	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑅) → 𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
40	11, 38, 39	3syl 18	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
41	40	ad2antrr 734	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
42		simplr 776	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 𝑛 ∈ ℕ0)
43	42	nn0zd 12583	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 𝑛 ∈ ℤ)
44		1zzd 12592	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 1 ∈ ℤ)
45		zringbas 21478	. . . . . . . . . 10 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
46		zringplusg 21479	. . . . . . . . . 10 ⊢ + = (+g‘ℤring)
47		eqid 2756	. . . . . . . . . 10 ⊢ (+g‘𝑅) = (+g‘𝑅)
48	45, 46, 47	ghmlin 19237	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅) ∧ 𝑛 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝑛 + 1)) = ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(𝐿‘1)))
49	41, 43, 44, 48	syl3anc 1386	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘(𝑛 + 1)) = ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(𝐿‘1)))
50		eqid 2756	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
51	12, 50	zrh1 21537	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (𝐿‘1) = (1r‘𝑅))
52	11, 51	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘1) = (1r‘𝑅))
53	52	ad2antrr 734	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘1) = (1r‘𝑅))
54	53	oveq2d 7401	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(𝐿‘1)) = ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)))
55	49, 54	eqtrd 2791	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘(𝑛 + 1)) = ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)))
56	11	ringgrpd 20264	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
57	56	ad2antrr 734	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → 𝑅 ∈ Grp)
58	33	cntrss 19347	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Cntr‘𝑀) ⊆ (Base‘𝑅)
59	35, 58	eqsstri 3977	. . . . . . . . . . 11 ⊢ 𝐶 ⊆ (Base‘𝑅)
60	59	a1i 11	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐶 ⊆ (Base‘𝑅))
61	60	sselda 3931	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘𝑛) ∈ (Base‘𝑅))
62	16, 50	ringidcl 20287	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
63	11, 62	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
64	63	ad2antrr 734	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
65	16, 47, 57, 61, 64	grpcld 18965	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
66	33, 34, 35	cntri 19348	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (((𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘𝑛)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑛)))
67	66	adantll 722	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘𝑛)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑛)))
68	11	ad3antrrr 738	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
69		simpr 487	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
70	16, 20, 50, 68, 69	ringlidmd 20294	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((1r‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥) = 𝑥)
71	16, 20, 50, 68, 69	ringridmd 20295	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)) = 𝑥)
72	70, 71	eqtr4d 2794	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((1r‘𝑅)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(1r‘𝑅)))
73	67, 72	oveq12d 7403	. . . . . . . . . 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 483	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘𝑛) ∈ (Base‘𝑅))
75	68, 62	syl 17	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
76	16, 47, 20, 68, 74, 75, 69	ringdird 20286	. . . . . . . . . 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 20285	. . . . . . . . . 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 2801	. . . . . . . . 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 3148	. . . . . . . 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 19346	. . . . . . . 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 591	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → ((𝐿‘𝑛)(+g‘𝑅)(1r‘𝑅)) ∈ 𝐶)
82	55, 81	eqeltrd 2856	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) ∧ (𝐿‘𝑛) ∈ 𝐶) → (𝐿‘(𝑛 + 1)) ∈ 𝐶)
83	4, 6, 8, 10, 37, 82	nn0indd 12660	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑚 ∈ ℕ0) → (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶)
84	83	ralrimiva 3148	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑚 ∈ ℕ0 (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶)
85	84	adantr 483	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶)
86		simpr 487	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℕ0)
87	2, 85, 86	rspcdva 3577	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶)
88	45, 16	rhmf 20505	. . . . . 6 ⊢ (𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑅) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑅))
89	11, 38, 88	3syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑅))
90	89	adantr 483	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → 𝐿:ℤ⟶(Base‘𝑅))
91		zrhcntr.5	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℤ)
92	91	adantr 483	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → 𝑁 ∈ ℤ)
93	90, 92	ffvelcdmd 7055	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘𝑁) ∈ (Base‘𝑅))
94		eqid 2756	. . . . . 6 ⊢ (invg‘𝑅) = (invg‘𝑅)
95	11	ad2antrr 734	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
96		fveq2 6856	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑚 = -𝑁 → (𝐿‘𝑚) = (𝐿‘-𝑁))
97	96	eleq1d 2841	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑚 = -𝑁 → ((𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶 ↔ (𝐿‘-𝑁) ∈ 𝐶))
98	84	adantr 483	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑚 ∈ ℕ0 (𝐿‘𝑚) ∈ 𝐶)
99		simpr 487	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → -𝑁 ∈ ℕ0)
100	97, 98, 99	rspcdva 3577	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘-𝑁) ∈ 𝐶)
101	33, 34, 35	elcntr 19346	. . . . . . . . 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 220	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝐿‘-𝑁) ∈ (Base‘𝑅) ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘-𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘-𝑁))))
103	102	simpld 497	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘-𝑁) ∈ (Base‘𝑅))
104	103	adantr 483	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘-𝑁) ∈ (Base‘𝑅))
105		simpr 487	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑅))
106	16, 20, 94, 95, 104, 105	ringmneg1 20326	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (((invg‘𝑅)‘(𝐿‘-𝑁))(.r‘𝑅)𝑥) = ((invg‘𝑅)‘((𝐿‘-𝑁)(.r‘𝑅)𝑥)))
107	91	zcnd 12668	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → 𝑁 ∈ ℂ)
108	107	ad2antrr 734	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑁 ∈ ℂ)
109	108	negnegd 11523	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → --𝑁 = 𝑁)
110	91	znegcld 12669	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝜑 → -𝑁 ∈ ℤ)
111		zringinvg 21490	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (-𝑁 ∈ ℤ → --𝑁 = ((invg‘ℤring)‘-𝑁))
112	110, 111	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → --𝑁 = ((invg‘ℤring)‘-𝑁))
113	112	ad2antrr 734	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → --𝑁 = ((invg‘ℤring)‘-𝑁))
114	109, 113	eqtr3d 2793	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝑁 = ((invg‘ℤring)‘-𝑁))
115	114	fveq2d 6860	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘𝑁) = (𝐿‘((invg‘ℤring)‘-𝑁)))
116	95, 38, 39	3syl 18	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → 𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅))
117	110	ad2antrr 734	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → -𝑁 ∈ ℤ)
118		eqid 2756	. . . . . . . . 9 ⊢ (invg‘ℤring) = (invg‘ℤring)
119	45, 118, 94	ghminv 19239	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐿 ∈ (ℤring GrpHom 𝑅) ∧ -𝑁 ∈ ℤ) → (𝐿‘((invg‘ℤring)‘-𝑁)) = ((invg‘𝑅)‘(𝐿‘-𝑁)))
120	116, 117, 119	syl2anc 592	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘((invg‘ℤring)‘-𝑁)) = ((invg‘𝑅)‘(𝐿‘-𝑁)))
121	115, 120	eqtrd 2791	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝐿‘𝑁) = ((invg‘𝑅)‘(𝐿‘-𝑁)))
122	121	oveq1d 7400	. . . . 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 20327	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)((invg‘𝑅)‘(𝐿‘-𝑁))) = ((invg‘𝑅)‘(𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘-𝑁))))
124	121	oveq2d 7401	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁)) = (𝑥(.r‘𝑅)((invg‘𝑅)‘(𝐿‘-𝑁))))
125	102	simprd 498	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘-𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘-𝑁)))
126	125	r19.21bi 3248	. . . . . . 7 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘-𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘-𝑁)))
127	126	fveq2d 6860	. . . . . 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 2801	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁)) = ((invg‘𝑅)‘((𝐿‘-𝑁)(.r‘𝑅)𝑥)))
129	106, 122, 128	3eqtr4d 2801	. . . 4 ⊢ (((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝐿‘𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁)))
130	129	ralrimiva 3148	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → ∀𝑥 ∈ (Base‘𝑅)((𝐿‘𝑁)(.r‘𝑅)𝑥) = (𝑥(.r‘𝑅)(𝐿‘𝑁)))
131	33, 34, 35	elcntr 19346	. . 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 591	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ -𝑁 ∈ ℕ0) → (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶)
133		elznn0 12573	. . . 4 ⊢ (𝑁 ∈ ℤ ↔ (𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0)))
134	91, 133	sylib 220	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ ℝ ∧ (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0)))
135	134	simprd 498	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∈ ℕ0 ∨ -𝑁 ∈ ℕ0))
136	87, 132, 135	mpjaodan 969	1 ⊢ (𝜑 → (𝐿‘𝑁) ∈ 𝐶)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   ∨ wo 856   = wceq 1554   ∈ wcel 2136  ∀wral 3070   ⊆ wss 3899  ⟶wf 6506  ‘cfv 6510  (class class class)co 7385  ℂcc 11061  ℝcr 11062  0cc0 11063  1c1 11064   + caddc 11066  -cneg 11405  ℕ₀cn0 12471  ℤcz 12558  Basecbs 17221  +_gcplusg 17262  ._rcmulr 17263  0_gc0g 17444  Grpcgrp 18951  inv_gcminusg 18952   GrpHom cghm 19229  Cntrccntr 19332  mulGrpcmgp 20162  1_rcur 20203  Ringcrg 20255   RingHom crh 20490  ℤ_ringczring 21471  ℤRHomczrh 21524

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1809  ax-4 1823  ax-5 1924  ax-6 1981  ax-7 2022  ax-8 2138  ax-9 2146  ax-10 2169  ax-11 2185  ax-12 2206  ax-ext 2728  ax-rep 5221  ax-sep 5240  ax-nul 5250  ax-pow 5316  ax-pr 5384  ax-un 7707  ax-cnex 11119  ax-resscn 11120  ax-1cn 11121  ax-icn 11122  ax-addcl 11123  ax-addrcl 11124  ax-mulcl 11125  ax-mulrcl 11126  ax-mulcom 11127  ax-addass 11128  ax-mulass 11129  ax-distr 11130  ax-i2m1 11131  ax-1ne0 11132  ax-1rid 11133  ax-rnegex 11134  ax-rrecex 11135  ax-cnre 11136  ax-pre-lttri 11137  ax-pre-lttrn 11138  ax-pre-ltadd 11139  ax-pre-mulgt0 11140  ax-addf 11142  ax-mulf 11143

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 857  df-3or 1096  df-3an 1097  df-tru 1557  df-fal 1567  df-ex 1794  df-nf 1798  df-sb 2085  df-mo 2560  df-eu 2590  df-clab 2735  df-cleq 2748  df-clel 2831  df-nfc 2905  df-ne 2952  df-nel 3056  df-ral 3071  df-rex 3081  df-rmo 3361  df-reu 3362  df-rab 3409  df-v 3450  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4281  df-if 4475  df-pw 4551  df-sn 4577  df-pr 4579  df-tp 4581  df-op 4583  df-uni 4860  df-iun 4945  df-br 5095  df-opab 5157  df-mpt 5176  df-tr 5202  df-id 5535  df-eprel 5540  df-po 5548  df-so 5549  df-fr 5593  df-we 5595  df-xp 5646  df-rel 5647  df-cnv 5648  df-co 5649  df-dm 5650  df-rn 5651  df-res 5652  df-ima 5653  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6466  df-fun 6512  df-fn 6513  df-f 6514  df-f1 6515  df-fo 6516  df-f1o 6517  df-fv 6518  df-riota 7342  df-ov 7388  df-oprab 7389  df-mpo 7390  df-om 7836  df-1st 7959  df-2nd 7960  df-frecs 8250  df-wrecs 8281  df-recs 8330  df-rdg 8369  df-1o 8425  df-er 8666  df-map 8798  df-en 8917  df-dom 8918  df-sdom 8919  df-fin 8920  df-pnf 11208  df-mnf 11209  df-xr 11210  df-ltxr 11211  df-le 11212  df-sub 11406  df-neg 11407  df-nn 12201  df-2 12270  df-3 12271  df-4 12272  df-5 12273  df-6 12274  df-7 12275  df-8 12276  df-9 12277  df-n0 12472  df-z 12559  df-dec 12679  df-uz 12830  df-fz 13503  df-seq 14005  df-struct 17159  df-sets 17176  df-slot 17194  df-ndx 17206  df-base 17222  df-ress 17243  df-plusg 17275  df-mulr 17276  df-starv 17277  df-tset 17281  df-ple 17282  df-ds 17284  df-unif 17285  df-0g 17446  df-mgm 18650  df-sgrp 18729  df-mnd 18745  df-mhm 18793  df-grp 18954  df-minusg 18955  df-mulg 19086  df-subg 19141  df-ghm 19230  df-cntz 19333  df-cntr 19334  df-cmn 19798  df-abl 19799  df-mgp 20163  df-rng 20175  df-ur 20204  df-ring 20257  df-cring 20258  df-rhm 20493  df-subrng 20568  df-subrg 20592  df-cnfld 21398  df-zring 21472  df-zrh 21528

This theorem is referenced by: (None)