Metamath Proof Explorer


Theorem aks6d1c1p3

Description: In a field with a Frobenius isomorphism (read: algebraic closure or finite field), N and linear factors are introspective. (Contributed by metakunt, 25-Apr-2025)

Ref Expression
Hypotheses aks6d1c1p3.1 ⊢ ∼ ˙ = e f | e ∈ ℕ ∧ f ∈ B ∧ ∀ y ∈ V PrimRoots R e × ˙ O ⁡ f ⁡ y = O ⁡ f ⁡ e × ˙ y
aks6d1c1p3.2 ⊢ S = Poly 1 ⁡ K
aks6d1c1p3.3 ⊢ B = Base S
aks6d1c1p3.4 ⊢ X = var 1 ⁡ K
aks6d1c1p3.5 ⊢ W = mulGrp S
aks6d1c1p3.6 ⊢ V = mulGrp K
aks6d1c1p3.7 ⊢ × ˙ = ⋅ V
aks6d1c1p3.8 ⊢ C = algSc ⁡ S
aks6d1c1p3.9 ⊢ D = ⋅ W
aks6d1c1p3.10 ⊢ P = chr ⁡ K
aks6d1c1p3.11 ⊢ O = eval 1 ⁡ K
aks6d1c1p3.12 ⊢ + ˙ = + S
aks6d1c1p3.13 ⊢ φ → K ∈ Field
aks6d1c1p3.14 ⊢ φ → P ∈ ℙ
aks6d1c1p3.15 ⊢ φ → R ∈ ℕ
aks6d1c1p3.16 ⊢ φ → N gcd R = 1
aks6d1c1p3.17 ⊢ φ → P ∥ N
aks6d1c1p3.18 ⊢ F = X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
aks6d1c1p3.19 ⊢ φ → A ∈ ℤ
aks6d1c1p3.20 ⊢ φ → N ∼ ˙ F
aks6d1c1p3.21 ⊢ φ → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K RingIso K
Assertion aks6d1c1p3 ⊢ φ → N P ∼ ˙ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 aks6d1c1p3.1 ⊢ ∼ ˙ = e f | e ∈ ℕ ∧ f ∈ B ∧ ∀ y ∈ V PrimRoots R e × ˙ O ⁡ f ⁡ y = O ⁡ f ⁡ e × ˙ y
2 aks6d1c1p3.2 ⊢ S = Poly 1 ⁡ K
3 aks6d1c1p3.3 ⊢ B = Base S
4 aks6d1c1p3.4 ⊢ X = var 1 ⁡ K
5 aks6d1c1p3.5 ⊢ W = mulGrp S
6 aks6d1c1p3.6 ⊢ V = mulGrp K
7 aks6d1c1p3.7 ⊢ × ˙ = ⋅ V
8 aks6d1c1p3.8 ⊢ C = algSc ⁡ S
9 aks6d1c1p3.9 ⊢ D = ⋅ W
10 aks6d1c1p3.10 ⊢ P = chr ⁡ K
11 aks6d1c1p3.11 ⊢ O = eval 1 ⁡ K
12 aks6d1c1p3.12 ⊢ + ˙ = + S
13 aks6d1c1p3.13 ⊢ φ → K ∈ Field
14 aks6d1c1p3.14 ⊢ φ → P ∈ ℙ
15 aks6d1c1p3.15 ⊢ φ → R ∈ ℕ
16 aks6d1c1p3.16 ⊢ φ → N gcd R = 1
17 aks6d1c1p3.17 ⊢ φ → P ∥ N
18 aks6d1c1p3.18 ⊢ F = X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
19 aks6d1c1p3.19 ⊢ φ → A ∈ ℤ
20 aks6d1c1p3.20 ⊢ φ → N ∼ ˙ F
21 aks6d1c1p3.21 ⊢ φ → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K RingIso K
22 18 a1i ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → F = X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
23 22 fveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ F = O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
24 23 fveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ F ⁡ N P × ˙ y = O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N P × ˙ y
25 eqid ⊢ Base K = Base K
26 13 fldcrngd ⊢ φ → K ∈ CRing
27 26 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → K ∈ CRing
28 eqid ⊢ Base V = Base V
29 6 crngmgp ⊢ K ∈ CRing → V ∈ CMnd
30 26 29 syl ⊢ φ → V ∈ CMnd
31 30 cmnmndd ⊢ φ → V ∈ Mnd
32 31 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → V ∈ Mnd
33 1 20 aks6d1c1p1rcl ⊢ φ → N ∈ ℕ ∧ F ∈ B
34 33 simpld ⊢ φ → N ∈ ℕ
35 prmnn ⊢ P ∈ ℙ → P ∈ ℕ
36 14 35 syl ⊢ φ → P ∈ ℕ
37 nndivdvds ⊢ N ∈ ℕ ∧ P ∈ ℕ → P ∥ N ↔ N P ∈ ℕ
38 34 36 37 syl2anc ⊢ φ → P ∥ N ↔ N P ∈ ℕ
39 17 38 mpbid ⊢ φ → N P ∈ ℕ
40 39 nnnn0d ⊢ φ → N P ∈ ℕ 0
41 40 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P ∈ ℕ 0
42 15 nnnn0d ⊢ φ → R ∈ ℕ 0
43 30 42 7 isprimroot ⊢ φ → y ∈ V PrimRoots R ↔ y ∈ Base V ∧ R × ˙ y = 0 V ∧ ∀ l ∈ ℕ 0 l × ˙ y = 0 V → R ∥ l
44 43 biimpd ⊢ φ → y ∈ V PrimRoots R → y ∈ Base V ∧ R × ˙ y = 0 V ∧ ∀ l ∈ ℕ 0 l × ˙ y = 0 V → R ∥ l
45 44 imp ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → y ∈ Base V ∧ R × ˙ y = 0 V ∧ ∀ l ∈ ℕ 0 l × ˙ y = 0 V → R ∥ l
46 45 simp1d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → y ∈ Base V
47 28 7 32 41 46 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ y ∈ Base V
48 6 25 mgpbas ⊢ Base K = Base V
49 48 eqcomi ⊢ Base V = Base K
50 49 a1i ⊢ φ → Base V = Base K
51 50 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → Base V = Base K
52 47 51 eleqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ y ∈ Base K
53 11 4 25 2 3 27 52 evl1vard ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → X ∈ B ∧ O ⁡ X ⁡ N P × ˙ y = N P × ˙ y
54 26 crngringd ⊢ φ → K ∈ Ring
55 eqid ⊢ ℤRHom ⁡ K = ℤRHom ⁡ K
56 55 zrhrhm ⊢ K ∈ Ring → ℤRHom ⁡ K ∈ ℤ ring RingHom K
57 rhmghm ⊢ ℤRHom ⁡ K ∈ ℤ ring RingHom K → ℤRHom ⁡ K ∈ ℤ ring GrpHom K
58 zringbas ⊢ ℤ = Base ℤ ring
59 58 25 ghmf ⊢ ℤRHom ⁡ K ∈ ℤ ring GrpHom K → ℤRHom ⁡ K : ℤ ⟶ Base K
60 54 56 57 59 4syl ⊢ φ → ℤRHom ⁡ K : ℤ ⟶ Base K
61 60 19 ffvelcdmd ⊢ φ → ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K
62 61 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K
63 11 2 25 8 3 27 62 52 evl1scad ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B ∧ O ⁡ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N P × ˙ y = ℤRHom ⁡ K ⁡ A
64 eqid ⊢ + K = + K
65 11 2 25 3 27 52 53 63 12 64 evl1addd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B ∧ O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N P × ˙ y = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
66 65 simprd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N P × ˙ y = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
67 24 66 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ F ⁡ N P × ˙ y = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
68 23 fveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ y
69 68 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ O ⁡ F ⁡ y = N P × ˙ O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ y
70 51 eleq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → y ∈ Base V ↔ y ∈ Base K
71 46 70 mpbid ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → y ∈ Base K
72 11 4 49 2 3 27 46 evl1vard ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → X ∈ B ∧ O ⁡ X ⁡ y = y
73 11 2 25 8 3 27 62 71 evl1scad ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B ∧ O ⁡ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ y = ℤRHom ⁡ K ⁡ A
74 11 2 25 3 27 71 72 73 12 64 evl1addd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B ∧ O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ y = y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
75 74 simprd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ y = y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
76 75 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ y = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
77 69 76 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ O ⁡ F ⁡ y = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
78 25 25 isrim ⊢ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K RingIso K ↔ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K RingHom K ∧ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x : Base K ⟶ 1-1 onto Base K
79 21 78 sylib ⊢ φ → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K RingHom K ∧ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x : Base K ⟶ 1-1 onto Base K
80 79 simprd ⊢ φ → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x : Base K ⟶ 1-1 onto Base K
81 80 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x : Base K ⟶ 1-1 onto Base K
82 27 crnggrpd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → K ∈ Grp
83 25 64 82 52 62 grpcld ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K
84 f1ocnvfv1 ⊢ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x : Base K ⟶ 1-1 onto Base K ∧ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x -1 ⁡ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
85 81 83 84 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x -1 ⁡ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
86 85 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x -1 ⁡ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
87 eqidd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x = x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x
88 id ⊢ x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A → x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
89 88 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R ∧ x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A → x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
90 89 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R ∧ x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A → P × ˙ x = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
91 eqid ⊢ mulGrp K = mulGrp K
92 91 25 mgpbas ⊢ Base K = Base mulGrp K
93 6 fveq2i ⊢ ⋅ V = ⋅ mulGrp K
94 7 93 eqtri ⊢ × ˙ = ⋅ mulGrp K
95 91 ringmgp ⊢ K ∈ Ring → mulGrp K ∈ Mnd
96 54 95 syl ⊢ φ → mulGrp K ∈ Mnd
97 96 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → mulGrp K ∈ Mnd
98 36 nnnn0d ⊢ φ → P ∈ ℕ 0
99 98 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ∈ ℕ 0
100 92 94 97 99 83 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K
101 87 90 83 100 fvmptd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
102 101 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
103 79 simpld ⊢ φ → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K RingHom K
104 rhmghm ⊢ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K RingHom K → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K GrpHom K
105 103 104 syl ⊢ φ → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K GrpHom K
106 105 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K GrpHom K
107 25 64 64 ghmlin ⊢ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ∈ K GrpHom K ∧ N P × ˙ y ∈ Base K ∧ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
108 106 52 62 107 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
109 id ⊢ x = N P × ˙ y → x = N P × ˙ y
110 109 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R ∧ x = N P × ˙ y → x = N P × ˙ y
111 110 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R ∧ x = N P × ˙ y → P × ˙ x = P × ˙ N P × ˙ y
112 92 94 97 99 52 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ N P × ˙ y ∈ Base K
113 87 111 52 112 fvmptd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y = P × ˙ N P × ˙ y
114 id ⊢ x = ℤRHom ⁡ K ⁡ A → x = ℤRHom ⁡ K ⁡ A
115 114 oveq2d ⊢ x = ℤRHom ⁡ K ⁡ A → P × ˙ x = P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
116 115 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R ∧ x = ℤRHom ⁡ K ⁡ A → P × ˙ x = P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
117 eqid ⊢ ℤRHom ⁡ K ⁡ A = ℤRHom ⁡ K ⁡ A
118 10 25 94 117 14 19 26 fermltlchr ⊢ φ → P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A = ℤRHom ⁡ K ⁡ A
119 118 eqcomd ⊢ φ → ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
120 119 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
121 120 62 eqeltrrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K
122 87 116 62 121 fvmptd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
123 113 122 oveq12d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
124 102 108 123 3eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
125 34 nncnd ⊢ φ → N ∈ ℂ
126 125 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N ∈ ℂ
127 36 nncnd ⊢ φ → P ∈ ℂ
128 127 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ∈ ℂ
129 36 nnne0d ⊢ φ → P ≠ 0
130 129 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ≠ 0
131 126 128 130 divcan2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ⁢ N P = N
132 131 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ⁢ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
133 68 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = N × ˙ O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ y
134 75 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ y = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
135 133 134 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
136 135 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N × ˙ O ⁡ F ⁡ y
137 fveq2 ⊢ z = y → O ⁡ F ⁡ z = O ⁡ F ⁡ y
138 137 oveq2d ⊢ z = y → N × ˙ O ⁡ F ⁡ z = N × ˙ O ⁡ F ⁡ y
139 oveq2 ⊢ z = y → N × ˙ z = N × ˙ y
140 139 fveq2d ⊢ z = y → O ⁡ F ⁡ N × ˙ z = O ⁡ F ⁡ N × ˙ y
141 138 140 eqeq12d ⊢ z = y → N × ˙ O ⁡ F ⁡ z = O ⁡ F ⁡ N × ˙ z ↔ N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N × ˙ y
142 2 ply1crng ⊢ K ∈ CRing → S ∈ CRing
143 26 142 syl ⊢ φ → S ∈ CRing
144 143 crnggrpd ⊢ φ → S ∈ Grp
145 4 2 3 vr1cl ⊢ K ∈ Ring → X ∈ B
146 54 145 syl ⊢ φ → X ∈ B
147 2 8 25 3 ply1sclcl ⊢ K ∈ Ring ∧ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K → C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B
148 54 61 147 syl2anc ⊢ φ → C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B
149 144 146 148 3jca ⊢ φ → S ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B
150 3 12 grpcl ⊢ S ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B → X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B
151 149 150 syl ⊢ φ → X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B
152 18 a1i ⊢ φ → F = X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
153 152 eleq1d ⊢ φ → F ∈ B ↔ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B
154 151 153 mpbird ⊢ φ → F ∈ B
155 1 154 34 aks6d1c1p1 ⊢ φ → N ∼ ˙ F ↔ ∀ y ∈ V PrimRoots R N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N × ˙ y
156 20 155 mpbid ⊢ φ → ∀ y ∈ V PrimRoots R N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N × ˙ y
157 fveq2 ⊢ y = z → O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ z
158 157 oveq2d ⊢ y = z → N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = N × ˙ O ⁡ F ⁡ z
159 oveq2 ⊢ y = z → N × ˙ y = N × ˙ z
160 159 fveq2d ⊢ y = z → O ⁡ F ⁡ N × ˙ y = O ⁡ F ⁡ N × ˙ z
161 158 160 eqeq12d ⊢ y = z → N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N × ˙ y ↔ N × ˙ O ⁡ F ⁡ z = O ⁡ F ⁡ N × ˙ z
162 161 cbvralvw ⊢ ∀ y ∈ V PrimRoots R N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N × ˙ y ↔ ∀ z ∈ V PrimRoots R N × ˙ O ⁡ F ⁡ z = O ⁡ F ⁡ N × ˙ z
163 156 162 sylib ⊢ φ → ∀ z ∈ V PrimRoots R N × ˙ O ⁡ F ⁡ z = O ⁡ F ⁡ N × ˙ z
164 163 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → ∀ z ∈ V PrimRoots R N × ˙ O ⁡ F ⁡ z = O ⁡ F ⁡ N × ˙ z
165 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → y ∈ V PrimRoots R
166 141 164 165 rspcdva ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N × ˙ y
167 23 fveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ F ⁡ N × ˙ y = O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N × ˙ y
168 34 nnnn0d ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
169 168 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N ∈ ℕ 0
170 28 7 32 169 46 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ y ∈ Base V
171 170 51 eleqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ y ∈ Base K
172 146 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → X ∈ B
173 11 4 25 2 3 27 171 evl1vard ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → X ∈ B ∧ O ⁡ X ⁡ N × ˙ y = N × ˙ y
174 173 simprd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ X ⁡ N × ˙ y = N × ˙ y
175 172 174 jca ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → X ∈ B ∧ O ⁡ X ⁡ N × ˙ y = N × ˙ y
176 148 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B
177 11 2 25 8 3 27 62 171 evl1scad ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B ∧ O ⁡ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N × ˙ y = ℤRHom ⁡ K ⁡ A
178 177 simprd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N × ˙ y = ℤRHom ⁡ K ⁡ A
179 176 178 jca ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B ∧ O ⁡ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N × ˙ y = ℤRHom ⁡ K ⁡ A
180 11 2 25 3 27 171 175 179 12 64 evl1addd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ B ∧ O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N × ˙ y = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
181 180 simprd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ X + ˙ C ⁡ ℤRHom ⁡ K ⁡ A ⁡ N × ˙ y = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
182 167 181 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ F ⁡ N × ˙ y = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
183 166 182 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ O ⁡ F ⁡ y = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
184 136 183 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
185 132 184 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ⁢ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
186 131 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N = P ⁢ N P
187 186 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ y = P ⁢ N P × ˙ y
188 187 120 oveq12d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P ⁢ N P × ˙ y + K P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
189 185 188 eqtr2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ⁢ N P × ˙ y + K P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P ⁢ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
190 71 92 eleqtrdi ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → y ∈ Base mulGrp K
191 99 41 190 3jca ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ∈ ℕ 0 ∧ N P ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ Base mulGrp K
192 eqid ⊢ Base mulGrp K = Base mulGrp K
193 192 94 mulgnn0ass ⊢ mulGrp K ∈ Mnd ∧ P ∈ ℕ 0 ∧ N P ∈ ℕ 0 ∧ y ∈ Base mulGrp K → P ⁢ N P × ˙ y = P × ˙ N P × ˙ y
194 97 191 193 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ⁢ N P × ˙ y = P × ˙ N P × ˙ y
195 194 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ⁢ N P × ˙ y + K P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
196 189 195 eqtr3d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ⁢ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A
197 25 64 82 71 62 grpcld ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K
198 197 92 eleqtrdi ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base mulGrp K
199 99 41 198 3jca ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ∈ ℕ 0 ∧ N P ∈ ℕ 0 ∧ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base mulGrp K
200 192 94 mulgnn0ass ⊢ mulGrp K ∈ Mnd ∧ P ∈ ℕ 0 ∧ N P ∈ ℕ 0 ∧ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base mulGrp K → P ⁢ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
201 97 199 200 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P ⁢ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
202 196 201 eqtr3d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ N P × ˙ y + K P × ˙ ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
203 124 202 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
204 id ⊢ x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A → x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
205 204 oveq2d ⊢ x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A → P × ˙ x = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
206 205 adantl ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R ∧ x = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A → P × ˙ x = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
207 92 94 97 41 197 mulgnn0cld ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K
208 203 100 eqeltrrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K
209 87 206 207 208 fvmptd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
210 209 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → P × ˙ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
211 101 203 210 3eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
212 211 fveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x -1 ⁡ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x -1 ⁡ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
213 f1ocnvfv1 ⊢ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x : Base K ⟶ 1-1 onto Base K ∧ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A ∈ Base K → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x -1 ⁡ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
214 81 207 213 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x -1 ⁡ x ∈ Base K ⟼ P × ˙ x ⁡ N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
215 86 212 214 3eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
216 215 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A
217 77 216 eqtr2d ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ y + K ℤRHom ⁡ K ⁡ A = N P × ˙ O ⁡ F ⁡ y
218 67 217 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → O ⁡ F ⁡ N P × ˙ y = N P × ˙ O ⁡ F ⁡ y
219 218 eqcomd ⊢ φ ∧ y ∈ V PrimRoots R → N P × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N P × ˙ y
220 219 ralrimiva ⊢ φ → ∀ y ∈ V PrimRoots R N P × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N P × ˙ y
221 1 154 39 aks6d1c1p1 ⊢ φ → N P ∼ ˙ F ↔ ∀ y ∈ V PrimRoots R N P × ˙ O ⁡ F ⁡ y = O ⁡ F ⁡ N P × ˙ y
222 220 221 mpbird ⊢ φ → N P ∼ ˙ F