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Theorem 1arithufdlem3

Description: Lemma for 1arithufd . If a product ( Y .x. X ) can be written as a product of primes, with X non-unit, nonzero, so can X . (Contributed by Thierry Arnoux, 3-Jun-2025)

Ref Expression
Hypotheses 1arithufd.b B = Base R
1arithufd.0 0 ˙ = 0 R
1arithufd.u U = Unit R
1arithufd.p P = RPrime R
1arithufd.m M = mulGrp R
1arithufd.r φ R UFD
1arithufdlem.2 φ ¬ R DivRing
1arithufdlem.s S = x B | f Word P x = M f
1arithufdlem.3 φ X B
1arithufdlem.4 φ ¬ X U
1arithufdlem.5 φ X 0 ˙
1arithufdlem3.p · ˙ = R
1arithufdlem3.y φ Y B
1arithufdlem3.1 φ Y · ˙ X S
Assertion 1arithufdlem3 φ X S

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 1arithufd.b B = Base R
2 1arithufd.0 0 ˙ = 0 R
3 1arithufd.u U = Unit R
4 1arithufd.p P = RPrime R
5 1arithufd.m M = mulGrp R
6 1arithufd.r φ R UFD
7 1arithufdlem.2 φ ¬ R DivRing
8 1arithufdlem.s S = x B | f Word P x = M f
9 1arithufdlem.3 φ X B
10 1arithufdlem.4 φ ¬ X U
11 1arithufdlem.5 φ X 0 ˙
12 1arithufdlem3.p · ˙ = R
13 1arithufdlem3.y φ Y B
14 1arithufdlem3.1 φ Y · ˙ X S
15 oveq1 y = Y y · ˙ X = Y · ˙ X
16 15 eqeq1d y = Y y · ˙ X = M f Y · ˙ X = M f
17 13 ad2antrr φ f Word P Y · ˙ X = M f Y B
18 simpr φ f Word P Y · ˙ X = M f Y · ˙ X = M f
19 16 17 18 rspcedvdw φ f Word P Y · ˙ X = M f y B y · ˙ X = M f
20 oveq2 z = X y · ˙ z = y · ˙ X
21 20 eqeq1d z = X y · ˙ z = M f y · ˙ X = M f
22 21 rexbidv z = X y B y · ˙ z = M f y B y · ˙ X = M f
23 eleq1 z = X z S X S
24 22 23 imbi12d z = X y B y · ˙ z = M f z S y B y · ˙ X = M f X S
25 oveq2 c = M c = M
26 25 eqeq2d c = y · ˙ z = M c y · ˙ z = M
27 26 rexbidv c = y B y · ˙ z = M c y B y · ˙ z = M
28 27 imbi1d c = y B y · ˙ z = M c z S y B y · ˙ z = M z S
29 28 ralbidv c = z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M c z S z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M z S
30 29 imbi2d c = φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M c z S φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M z S
31 oveq2 c = d M c = M d
32 31 eqeq2d c = d y · ˙ z = M c y · ˙ z = M d
33 32 rexbidv c = d y B y · ˙ z = M c y B y · ˙ z = M d
34 33 imbi1d c = d y B y · ˙ z = M c z S y B y · ˙ z = M d z S
35 34 ralbidv c = d z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M c z S z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S
36 35 imbi2d c = d φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M c z S φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S
37 oveq2 c = d ++ ⟨“ p ”⟩ M c = M d ++ ⟨“ p ”⟩
38 37 eqeq2d c = d ++ ⟨“ p ”⟩ y · ˙ z = M c y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩
39 38 rexbidv c = d ++ ⟨“ p ”⟩ y B y · ˙ z = M c y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩
40 39 imbi1d c = d ++ ⟨“ p ”⟩ y B y · ˙ z = M c z S y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S
41 40 ralbidv c = d ++ ⟨“ p ”⟩ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M c z S z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S
42 41 imbi2d c = d ++ ⟨“ p ”⟩ φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M c z S φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S
43 oveq2 c = f M c = M f
44 43 eqeq2d c = f y · ˙ z = M c y · ˙ z = M f
45 44 rexbidv c = f y B y · ˙ z = M c y B y · ˙ z = M f
46 45 imbi1d c = f y B y · ˙ z = M c z S y B y · ˙ z = M f z S
47 46 ralbidv c = f z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M c z S z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M f z S
48 47 imbi2d c = f φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M c z S φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M f z S
49 6 ufdidom φ R IDomn
50 49 idomcringd φ R CRing
51 50 ad4antr φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S R CRing
52 simpllr φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S y B
53 simp-4r φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S z B U 0 ˙
54 53 eldifad φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S z B U
55 54 eldifad φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S z B
56 simplr φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S y · ˙ z = M
57 eqid 1 R = 1 R
58 5 57 ringidval 1 R = 0 M
59 58 gsum0 M = 1 R
60 56 59 eqtrdi φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S y · ˙ z = 1 R
61 51 crngringd φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S R Ring
62 3 57 1unit R Ring 1 R U
63 61 62 syl φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S 1 R U
64 60 63 eqeltrd φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S y · ˙ z U
65 3 12 1 unitmulclb R CRing y B z B y · ˙ z U y U z U
66 65 simplbda R CRing y B z B y · ˙ z U z U
67 51 52 55 64 66 syl31anc φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S z U
68 54 eldifbd φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M ¬ z S ¬ z U
69 67 68 condan φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M z S
70 69 r19.29an φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M z S
71 70 ex φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M z S
72 71 ralrimiva φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M z S
73 oveq1 y = w y · ˙ t = w · ˙ t
74 73 eqeq1d y = w y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩
75 74 cbvrexvw y B y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩
76 eqid r R = r R
77 1 76 12 dvdsr p r R w p B k B k · ˙ p = w
78 oveq1 v = k v · ˙ t = k · ˙ t
79 78 eqeq1d v = k v · ˙ t = M d k · ˙ t = M d
80 simplr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w k B
81 eqid 0 R = 0 R
82 6 adantr φ p P R UFD
83 simpr φ p P p P
84 1 4 82 83 rprmcl φ p P p B
85 84 ex φ p P p B
86 85 ssrdv φ P B
87 86 ad6antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ P B
88 simp-5r φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p P
89 87 88 sseldd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p B
90 89 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w p B
91 6 ad6antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ R UFD
92 91 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w R UFD
93 88 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w p P
94 4 81 92 93 rprmnz φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w p 0 R
95 90 94 eldifsnd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w p B 0 R
96 5 1 mgpbas B = Base M
97 5 crngmgp R CRing M CMnd
98 50 97 syl φ M CMnd
99 98 ad6antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ M CMnd
100 ovexd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ 0 ..^ d V
101 eqidd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ d = d
102 sswrd P B Word P Word B
103 86 102 syl φ Word P Word B
104 103 sselda φ d Word P d Word B
105 104 ad5antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ d Word B
106 101 105 wrdfd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ d : 0 ..^ d B
107 50 crngringd φ R Ring
108 107 62 syl φ 1 R U
109 108 ad6antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ 1 R U
110 simp-6r φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ d Word P
111 109 110 wrdfsupp φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ finSupp 1 R d
112 96 58 99 100 106 111 gsumcl φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ M d B
113 112 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w M d B
114 107 ad8antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w R Ring
115 simpllr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t B U 0 ˙
116 115 eldifad φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t B U
117 116 eldifad φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t B
118 117 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w t B
119 1 12 114 80 118 ringcld φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w k · ˙ t B
120 49 idomdomd φ R Domn
121 120 ad8antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w R Domn
122 50 ad8antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w R CRing
123 1 12 122 90 113 crngcomd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w p · ˙ M d = M d · ˙ p
124 simpr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩
125 5 ringmgp R Ring M Mnd
126 107 125 syl φ M Mnd
127 126 ad6antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ M Mnd
128 5 12 mgpplusg · ˙ = + M
129 96 128 gsumccatsn M Mnd d Word B p B M d ++ ⟨“ p ”⟩ = M d · ˙ p
130 127 105 89 129 syl3anc φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ M d ++ ⟨“ p ”⟩ = M d · ˙ p
131 124 130 eqtrd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ w · ˙ t = M d · ˙ p
132 131 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w w · ˙ t = M d · ˙ p
133 1 12 114 80 90 118 ringassd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w k · ˙ p · ˙ t = k · ˙ p · ˙ t
134 simpr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w k · ˙ p = w
135 134 oveq1d φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w k · ˙ p · ˙ t = w · ˙ t
136 1 12 122 80 90 118 crng12d φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w k · ˙ p · ˙ t = p · ˙ k · ˙ t
137 133 135 136 3eqtr3d φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w w · ˙ t = p · ˙ k · ˙ t
138 123 132 137 3eqtr2d φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w p · ˙ M d = p · ˙ k · ˙ t
139 1 81 12 95 113 119 121 138 domnlcan φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w M d = k · ˙ t
140 139 eqcomd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w k · ˙ t = M d
141 79 80 140 rspcedvdw φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w v B v · ˙ t = M d
142 oveq1 y = v y · ˙ t = v · ˙ t
143 142 eqeq1d y = v y · ˙ t = M d v · ˙ t = M d
144 143 cbvrexvw y B y · ˙ t = M d v B v · ˙ t = M d
145 141 144 sylibr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w y B y · ˙ t = M d
146 simp-4r φ d Word P p P k · ˙ p = w t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B t B U 0 ˙
147 oveq2 z = t y · ˙ z = y · ˙ t
148 147 eqeq1d z = t y · ˙ z = M d y · ˙ t = M d
149 148 rexbidv z = t y B y · ˙ z = M d y B y · ˙ t = M d
150 eleq1w z = t z S t S
151 149 150 imbi12d z = t y B y · ˙ z = M d z S y B y · ˙ t = M d t S
152 151 adantl φ d Word P p P k · ˙ p = w t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B z = t y B y · ˙ z = M d z S y B y · ˙ t = M d t S
153 146 152 rspcdv φ d Word P p P k · ˙ p = w t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S y B y · ˙ t = M d t S
154 153 imp φ d Word P p P k · ˙ p = w t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S y B y · ˙ t = M d t S
155 154 an72ds φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w y B y · ˙ t = M d t S
156 145 155 mpd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w t S
157 156 r19.29an φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = w t S
158 157 adantrl φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p B k B k · ˙ p = w t S
159 77 158 sylan2b φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p r R w t S
160 1 76 12 dvdsr p r R t p B k B k · ˙ p = t
161 eqeq1 x = t x = M f t = M f
162 161 rexbidv x = t f Word P x = M f f Word P t = M f
163 117 ad3antrrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U t B
164 oveq2 f = ⟨“ t ”⟩ M f = M ⟨“ t ”⟩
165 164 eqeq2d f = ⟨“ t ”⟩ t = M f t = M ⟨“ t ”⟩
166 simplr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U k · ˙ p = t
167 49 ad8antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t R IDomn
168 167 adantr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U R IDomn
169 simpr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U k U
170 88 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t p P
171 170 adantr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U p P
172 4 3 12 168 169 171 unitmulrprm φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U k · ˙ p P
173 166 172 eqeltrrd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U t P
174 173 s1cld φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U ⟨“ t ”⟩ Word P
175 96 gsumws1 t B M ⟨“ t ”⟩ = t
176 163 175 syl φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U M ⟨“ t ”⟩ = t
177 176 eqcomd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U t = M ⟨“ t ”⟩
178 165 174 177 rspcedvdw φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U f Word P t = M f
179 162 163 178 elrabd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U t x B | f Word P x = M f
180 179 8 eleqtrrdi φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k U t S
181 simplr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U k · ˙ p = t
182 91 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t R UFD
183 182 adantr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U R UFD
184 7 ad8antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ R DivRing
185 184 adantr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U ¬ R DivRing
186 oveq1 v = w v · ˙ k = w · ˙ k
187 186 eqeq1d v = w v · ˙ k = M d w · ˙ k = M d
188 simp-4r φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t w B
189 107 ad8antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t R Ring
190 simplr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k B
191 1 12 189 188 190 ringcld φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t w · ˙ k B
192 112 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t M d B
193 89 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t p B
194 4 2 182 170 rprmnz φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t p 0 ˙
195 193 194 eldifsnd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t p B 0 ˙
196 1 12 189 188 190 193 ringassd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t w · ˙ k · ˙ p = w · ˙ k · ˙ p
197 simpr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k · ˙ p = t
198 197 oveq2d φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t w · ˙ k · ˙ p = w · ˙ t
199 131 ad2antrr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t w · ˙ t = M d · ˙ p
200 196 198 199 3eqtrd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t w · ˙ k · ˙ p = M d · ˙ p
201 1 2 12 191 192 195 167 200 idomrcan φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t w · ˙ k = M d
202 187 188 201 rspcedvdw φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t v B v · ˙ k = M d
203 oveq1 y = v y · ˙ k = v · ˙ k
204 203 eqeq1d y = v y · ˙ k = M d v · ˙ k = M d
205 204 cbvrexvw y B y · ˙ k = M d v B v · ˙ k = M d
206 202 205 sylibr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t y B y · ˙ k = M d
207 206 adantr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U y B y · ˙ k = M d
208 simplr φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B ¬ k U k B
209 simpr φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B ¬ k U ¬ k U
210 208 209 eldifd φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B ¬ k U k B U
211 simpr φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ k = 0 ˙
212 211 oveq1d φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ k · ˙ p = 0 ˙ · ˙ p
213 simp-6r φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ k · ˙ p = t
214 107 ad8antr φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ R Ring
215 84 adantlr φ d Word P p P p B
216 215 ad6antr φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ p B
217 1 12 2 214 216 ringlzd φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ 0 ˙ · ˙ p = 0 ˙
218 212 213 217 3eqtr3d φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ t = 0 ˙
219 simp-5r φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ t B U 0 ˙
220 eldifsni t B U 0 ˙ t 0 ˙
221 219 220 syl φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ t 0 ˙
222 221 neneqd φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k = 0 ˙ ¬ t = 0 ˙
223 218 222 pm2.65da φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B ¬ k = 0 ˙
224 223 neqned φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k 0 ˙
225 224 adantr φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B ¬ k U k 0 ˙
226 210 225 eldifsnd φ d Word P p P k · ˙ p = t t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B ¬ k U k B U 0 ˙
227 226 an72ds φ d Word P p P ¬ k U t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t k B U 0 ˙
228 oveq2 z = k y · ˙ z = y · ˙ k
229 228 eqeq1d z = k y · ˙ z = M d y · ˙ k = M d
230 229 rexbidv z = k y B y · ˙ z = M d y B y · ˙ k = M d
231 eleq1w z = k z S k S
232 230 231 imbi12d z = k y B y · ˙ z = M d z S y B y · ˙ k = M d k S
233 232 adantl φ d Word P p P ¬ k U t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t z = k y B y · ˙ z = M d z S y B y · ˙ k = M d k S
234 227 233 rspcdv φ d Word P p P ¬ k U t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S y B y · ˙ k = M d k S
235 234 imp φ d Word P p P ¬ k U t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S y B y · ˙ k = M d k S
236 235 an82ds φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U y B y · ˙ k = M d k S
237 207 236 mpd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U k S
238 eqeq1 x = p x = M f p = M f
239 238 rexbidv x = p f Word P x = M f f Word P p = M f
240 oveq2 f = ⟨“ p ”⟩ M f = M ⟨“ p ”⟩
241 240 eqeq2d f = ⟨“ p ”⟩ p = M f p = M ⟨“ p ”⟩
242 simpr φ d Word P p P p P
243 242 s1cld φ d Word P p P ⟨“ p ”⟩ Word P
244 96 gsumws1 p B M ⟨“ p ”⟩ = p
245 215 244 syl φ d Word P p P M ⟨“ p ”⟩ = p
246 245 eqcomd φ d Word P p P p = M ⟨“ p ”⟩
247 241 243 246 rspcedvdw φ d Word P p P f Word P p = M f
248 239 215 247 elrabd φ d Word P p P p x B | f Word P x = M f
249 248 8 eleqtrrdi φ d Word P p P p S
250 249 ad7antr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U p S
251 1 2 3 4 5 183 185 8 12 237 250 1arithufdlem2 φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U k · ˙ p S
252 181 251 eqeltrrd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t ¬ k U t S
253 180 252 pm2.61dan φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t t S
254 253 r19.29an φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ k B k · ˙ p = t t S
255 254 adantrl φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p B k B k · ˙ p = t t S
256 160 255 sylan2b φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p r R t t S
257 simplr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ w B
258 1 76 12 dvdsrmul p B M d B p r R M d · ˙ p
259 89 112 258 syl2anc φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p r R M d · ˙ p
260 259 131 breqtrrd φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p r R w · ˙ t
261 1 4 76 12 91 88 257 117 260 rprmdvds φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ p r R w p r R t
262 159 256 261 mpjaodan φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t S
263 262 r19.29an φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ w B w · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t S
264 75 263 sylan2b φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ y B y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t S
265 264 ex φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ y B y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t S
266 265 ralrimiva φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S t B U 0 ˙ y B y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t S
267 147 eqeq1d z = t y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩
268 267 rexbidv z = t y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ y B y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩
269 268 150 imbi12d z = t y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S y B y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t S
270 269 cbvralvw z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S t B U 0 ˙ y B y · ˙ t = M d ++ ⟨“ p ”⟩ t S
271 266 270 sylibr φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S
272 271 ex φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S
273 272 anasss φ d Word P p P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S
274 273 expcom d Word P p P φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S
275 274 a2d d Word P p P φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d z S φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M d ++ ⟨“ p ”⟩ z S
276 30 36 42 48 72 275 wrdind f Word P φ z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M f z S
277 276 impcom φ f Word P z B U 0 ˙ y B y · ˙ z = M f z S
278 9 10 eldifd φ X B U
279 278 11 eldifsnd φ X B U 0 ˙
280 279 adantr φ f Word P X B U 0 ˙
281 24 277 280 rspcdva φ f Word P y B y · ˙ X = M f X S
282 281 imp φ f Word P y B y · ˙ X = M f X S
283 19 282 syldan φ f Word P Y · ˙ X = M f X S
284 14 8 eleqtrdi φ Y · ˙ X x B | f Word P x = M f
285 eqeq1 x = Y · ˙ X x = M f Y · ˙ X = M f
286 285 rexbidv x = Y · ˙ X f Word P x = M f f Word P Y · ˙ X = M f
287 286 elrab Y · ˙ X x B | f Word P x = M f Y · ˙ X B f Word P Y · ˙ X = M f
288 284 287 sylib φ Y · ˙ X B f Word P Y · ˙ X = M f
289 288 simprd φ f Word P Y · ˙ X = M f
290 283 289 r19.29a φ X S