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Theorem dchrpt

Description: For any element other than 1, there is a Dirichlet character that is not one at the given element. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016)

Ref Expression
Hypotheses dchrpt.g G=DChrN
dchrpt.z Z=/N
dchrpt.d D=BaseG
dchrpt.b B=BaseZ
dchrpt.1 1˙=1Z
dchrpt.n φN
dchrpt.n1 φA1˙
dchrpt.a φAB
Assertion dchrpt φxDxA1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dchrpt.g G=DChrN
2 dchrpt.z Z=/N
3 dchrpt.d D=BaseG
4 dchrpt.b B=BaseZ
5 dchrpt.1 1˙=1Z
6 dchrpt.n φN
7 dchrpt.n1 φA1˙
8 dchrpt.a φAB
9 6 ad3antrrr φAUnitZwWordUnitZmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZN
10 7 ad3antrrr φAUnitZwWordUnitZmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZA1˙
11 eqid UnitZ=UnitZ
12 eqid mulGrpZ𝑠UnitZ=mulGrpZ𝑠UnitZ
13 eqid mulGrpZ𝑠UnitZ=mulGrpZ𝑠UnitZ
14 oveq1 n=bnmulGrpZ𝑠UnitZwk=bmulGrpZ𝑠UnitZwk
15 14 cbvmptv nnmulGrpZ𝑠UnitZwk=bbmulGrpZ𝑠UnitZwk
16 fveq2 k=awk=wa
17 16 oveq2d k=abmulGrpZ𝑠UnitZwk=bmulGrpZ𝑠UnitZwa
18 17 mpteq2dv k=abbmulGrpZ𝑠UnitZwk=bbmulGrpZ𝑠UnitZwa
19 15 18 eqtrid k=annmulGrpZ𝑠UnitZwk=bbmulGrpZ𝑠UnitZwa
20 19 rneqd k=arannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=ranbbmulGrpZ𝑠UnitZwa
21 20 cbvmptv kdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=adomwranbbmulGrpZ𝑠UnitZwa
22 simpllr φAUnitZwWordUnitZmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZAUnitZ
23 simplr φAUnitZwWordUnitZmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZwWordUnitZ
24 simprl φAUnitZwWordUnitZmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk
25 simprr φAUnitZwWordUnitZmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZ
26 1 2 3 4 5 9 10 11 12 13 21 22 23 24 25 dchrptlem3 φAUnitZwWordUnitZmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZxDxA1
27 26 3adantr1 φAUnitZwWordUnitZkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk:domwuSubGrpmulGrpZ𝑠UnitZ|mulGrpZ𝑠UnitZ𝑠uCycGrpranpGrpmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZxDxA1
28 11 12 unitgrpbas UnitZ=BasemulGrpZ𝑠UnitZ
29 eqid uSubGrpmulGrpZ𝑠UnitZ|mulGrpZ𝑠UnitZ𝑠uCycGrpranpGrp=uSubGrpmulGrpZ𝑠UnitZ|mulGrpZ𝑠UnitZ𝑠uCycGrpranpGrp
30 6 nnnn0d φN0
31 2 zncrng N0ZCRing
32 11 12 unitabl ZCRingmulGrpZ𝑠UnitZAbel
33 30 31 32 3syl φmulGrpZ𝑠UnitZAbel
34 33 adantr φAUnitZmulGrpZ𝑠UnitZAbel
35 2 4 znfi NBFin
36 6 35 syl φBFin
37 4 11 unitss UnitZB
38 ssfi BFinUnitZBUnitZFin
39 36 37 38 sylancl φUnitZFin
40 39 adantr φAUnitZUnitZFin
41 eqid kdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=kdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk
42 28 29 34 40 13 41 ablfac2 φAUnitZwWordUnitZkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk:domwuSubGrpmulGrpZ𝑠UnitZ|mulGrpZ𝑠UnitZ𝑠uCycGrpranpGrpmulGrpZ𝑠UnitZdomDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwkmulGrpZ𝑠UnitZDProdkdomwrannnmulGrpZ𝑠UnitZwk=UnitZ
43 27 42 r19.29a φAUnitZxDxA1
44 1 dchrabl NGAbel
45 ablgrp GAbelGGrp
46 eqid 0G=0G
47 3 46 grpidcl GGrp0GD
48 6 44 45 47 4syl φ0GD
49 0ne1 01
50 1 2 3 4 11 48 8 dchrn0 φ0GA0AUnitZ
51 50 necon1bbid φ¬AUnitZ0GA=0
52 51 biimpa φ¬AUnitZ0GA=0
53 52 neeq1d φ¬AUnitZ0GA101
54 49 53 mpbiri φ¬AUnitZ0GA1
55 fveq1 x=0GxA=0GA
56 55 neeq1d x=0GxA10GA1
57 56 rspcev 0GD0GA1xDxA1
58 48 54 57 syl2an2r φ¬AUnitZxDxA1
59 43 58 pm2.61dan φxDxA1