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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