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Theorem dchrptlem2

Description: Lemma for dchrpt . (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016)

Ref Expression
Hypotheses dchrpt.g G = DChr N
dchrpt.z Z = /N
dchrpt.d D = Base G
dchrpt.b B = Base Z
dchrpt.1 1 ˙ = 1 Z
dchrpt.n φ N
dchrpt.n1 φ A 1 ˙
dchrpt.u U = Unit Z
dchrpt.h H = mulGrp Z 𝑠 U
dchrpt.m · ˙ = H
dchrpt.s S = k dom W ran n n · ˙ W k
dchrpt.au φ A U
dchrpt.w φ W Word U
dchrpt.2 φ H dom DProd S
dchrpt.3 φ H DProd S = U
dchrpt.p P = H dProj S
dchrpt.o O = od H
dchrpt.t T = 1 2 O W I
dchrpt.i φ I dom W
dchrpt.4 φ P I A 1 ˙
dchrpt.5 X = u U ι h | m P I u = m · ˙ W I h = T m
Assertion dchrptlem2 φ x D x A 1

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dchrpt.g G = DChr N
2 dchrpt.z Z = /N
3 dchrpt.d D = Base G
4 dchrpt.b B = Base Z
5 dchrpt.1 1 ˙ = 1 Z
6 dchrpt.n φ N
7 dchrpt.n1 φ A 1 ˙
8 dchrpt.u U = Unit Z
9 dchrpt.h H = mulGrp Z 𝑠 U
10 dchrpt.m · ˙ = H
11 dchrpt.s S = k dom W ran n n · ˙ W k
12 dchrpt.au φ A U
13 dchrpt.w φ W Word U
14 dchrpt.2 φ H dom DProd S
15 dchrpt.3 φ H DProd S = U
16 dchrpt.p P = H dProj S
17 dchrpt.o O = od H
18 dchrpt.t T = 1 2 O W I
19 dchrpt.i φ I dom W
20 dchrpt.4 φ P I A 1 ˙
21 dchrpt.5 X = u U ι h | m P I u = m · ˙ W I h = T m
22 fveq2 v = x X v = X x
23 fveq2 v = y X v = X y
24 fveq2 v = x Z y X v = X x Z y
25 fveq2 v = 1 Z X v = X 1 Z
26 zex V
27 26 mptex n n · ˙ W k V
28 27 rnex ran n n · ˙ W k V
29 28 11 dmmpti dom S = dom W
30 29 a1i φ dom S = dom W
31 14 30 16 19 dpjf φ P I : H DProd S S I
32 15 feq2d φ P I : H DProd S S I P I : U S I
33 31 32 mpbid φ P I : U S I
34 33 ffvelrnda φ v U P I v S I
35 19 adantr φ v U I dom W
36 oveq1 n = a n · ˙ W k = a · ˙ W k
37 36 cbvmptv n n · ˙ W k = a a · ˙ W k
38 fveq2 k = I W k = W I
39 38 oveq2d k = I a · ˙ W k = a · ˙ W I
40 39 mpteq2dv k = I a a · ˙ W k = a a · ˙ W I
41 37 40 eqtrid k = I n n · ˙ W k = a a · ˙ W I
42 41 rneqd k = I ran n n · ˙ W k = ran a a · ˙ W I
43 42 11 28 fvmpt3i I dom W S I = ran a a · ˙ W I
44 35 43 syl φ v U S I = ran a a · ˙ W I
45 34 44 eleqtrd φ v U P I v ran a a · ˙ W I
46 eqid a a · ˙ W I = a a · ˙ W I
47 ovex a · ˙ W I V
48 46 47 elrnmpti P I v ran a a · ˙ W I a P I v = a · ˙ W I
49 45 48 sylib φ v U a P I v = a · ˙ W I
50 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 dchrptlem1 φ v U a P I v = a · ˙ W I X v = T a
51 neg1cn 1
52 2re 2
53 6 nnnn0d φ N 0
54 2 zncrng N 0 Z CRing
55 crngring Z CRing Z Ring
56 53 54 55 3syl φ Z Ring
57 8 9 unitgrp Z Ring H Grp
58 56 57 syl φ H Grp
59 2 4 znfi N B Fin
60 6 59 syl φ B Fin
61 4 8 unitss U B
62 ssfi B Fin U B U Fin
63 60 61 62 sylancl φ U Fin
64 wrdf W Word U W : 0 ..^ W U
65 13 64 syl φ W : 0 ..^ W U
66 65 fdmd φ dom W = 0 ..^ W
67 19 66 eleqtrd φ I 0 ..^ W
68 65 67 ffvelrnd φ W I U
69 8 9 unitgrpbas U = Base H
70 69 17 odcl2 H Grp U Fin W I U O W I
71 58 63 68 70 syl3anc φ O W I
72 nndivre 2 O W I 2 O W I
73 52 71 72 sylancr φ 2 O W I
74 73 recnd φ 2 O W I
75 cxpcl 1 2 O W I 1 2 O W I
76 51 74 75 sylancr φ 1 2 O W I
77 18 76 eqeltrid φ T
78 77 ad2antrr φ v U a P I v = a · ˙ W I T
79 51 a1i φ 1
80 neg1ne0 1 0
81 80 a1i φ 1 0
82 79 81 74 cxpne0d φ 1 2 O W I 0
83 18 neeq1i T 0 1 2 O W I 0
84 82 83 sylibr φ T 0
85 84 ad2antrr φ v U a P I v = a · ˙ W I T 0
86 simprl φ v U a P I v = a · ˙ W I a
87 78 85 86 expclzd φ v U a P I v = a · ˙ W I T a
88 50 87 eqeltrd φ v U a P I v = a · ˙ W I X v
89 49 88 rexlimddv φ v U X v
90 fveqeq2 v = x P I v = a · ˙ W I P I x = a · ˙ W I
91 90 rexbidv v = x a P I v = a · ˙ W I a P I x = a · ˙ W I
92 49 ralrimiva φ v U a P I v = a · ˙ W I
93 92 adantr φ x U y U v U a P I v = a · ˙ W I
94 simprl φ x U y U x U
95 91 93 94 rspcdva φ x U y U a P I x = a · ˙ W I
96 fveqeq2 v = y P I v = a · ˙ W I P I y = a · ˙ W I
97 96 rexbidv v = y a P I v = a · ˙ W I a P I y = a · ˙ W I
98 oveq1 a = b a · ˙ W I = b · ˙ W I
99 98 eqeq2d a = b P I y = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I
100 99 cbvrexvw a P I y = a · ˙ W I b P I y = b · ˙ W I
101 97 100 bitrdi v = y a P I v = a · ˙ W I b P I y = b · ˙ W I
102 simprr φ x U y U y U
103 101 93 102 rspcdva φ x U y U b P I y = b · ˙ W I
104 reeanv a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I a P I x = a · ˙ W I b P I y = b · ˙ W I
105 77 ad2antrr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I T
106 84 ad2antrr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I T 0
107 simprll φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I a
108 simprlr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I b
109 expaddz T T 0 a b T a + b = T a T b
110 105 106 107 108 109 syl22anc φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I T a + b = T a T b
111 simpll φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I φ
112 56 ad2antrr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I Z Ring
113 94 adantr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I x U
114 102 adantr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I y U
115 eqid Z = Z
116 8 115 unitmulcl Z Ring x U y U x Z y U
117 112 113 114 116 syl3anc φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I x Z y U
118 107 108 zaddcld φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I a + b
119 simprrl φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I P I x = a · ˙ W I
120 simprrr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I P I y = b · ˙ W I
121 119 120 oveq12d φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I P I x Z P I y = a · ˙ W I Z b · ˙ W I
122 14 30 16 19 dpjghm φ P I H 𝑠 H DProd S GrpHom H
123 15 oveq2d φ H 𝑠 H DProd S = H 𝑠 U
124 9 ovexi H V
125 69 ressid H V H 𝑠 U = H
126 124 125 ax-mp H 𝑠 U = H
127 123 126 eqtrdi φ H 𝑠 H DProd S = H
128 127 oveq1d φ H 𝑠 H DProd S GrpHom H = H GrpHom H
129 122 128 eleqtrd φ P I H GrpHom H
130 129 ad2antrr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I P I H GrpHom H
131 8 fvexi U V
132 eqid mulGrp Z = mulGrp Z
133 132 115 mgpplusg Z = + mulGrp Z
134 9 133 ressplusg U V Z = + H
135 131 134 ax-mp Z = + H
136 69 135 135 ghmlin P I H GrpHom H x U y U P I x Z y = P I x Z P I y
137 130 113 114 136 syl3anc φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I P I x Z y = P I x Z P I y
138 58 ad2antrr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I H Grp
139 68 ad2antrr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I W I U
140 69 10 135 mulgdir H Grp a b W I U a + b · ˙ W I = a · ˙ W I Z b · ˙ W I
141 138 107 108 139 140 syl13anc φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I a + b · ˙ W I = a · ˙ W I Z b · ˙ W I
142 121 137 141 3eqtr4d φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I P I x Z y = a + b · ˙ W I
143 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 dchrptlem1 φ x Z y U a + b P I x Z y = a + b · ˙ W I X x Z y = T a + b
144 111 117 118 142 143 syl22anc φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I X x Z y = T a + b
145 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 dchrptlem1 φ x U a P I x = a · ˙ W I X x = T a
146 111 113 107 119 145 syl22anc φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I X x = T a
147 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 dchrptlem1 φ y U b P I y = b · ˙ W I X y = T b
148 111 114 108 120 147 syl22anc φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I X y = T b
149 146 148 oveq12d φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I X x X y = T a T b
150 110 144 149 3eqtr4d φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I X x Z y = X x X y
151 150 expr φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I X x Z y = X x X y
152 151 rexlimdvva φ x U y U a b P I x = a · ˙ W I P I y = b · ˙ W I X x Z y = X x X y
153 104 152 syl5bir φ x U y U a P I x = a · ˙ W I b P I y = b · ˙ W I X x Z y = X x X y
154 95 103 153 mp2and φ x U y U X x Z y = X x X y
155 id φ φ
156 eqid 1 Z = 1 Z
157 8 156 1unit Z Ring 1 Z U
158 56 157 syl φ 1 Z U
159 0zd φ 0
160 eqid 0 H = 0 H
161 160 160 ghmid P I H GrpHom H P I 0 H = 0 H
162 129 161 syl φ P I 0 H = 0 H
163 8 9 156 unitgrpid Z Ring 1 Z = 0 H
164 56 163 syl φ 1 Z = 0 H
165 164 fveq2d φ P I 1 Z = P I 0 H
166 69 160 10 mulg0 W I U 0 · ˙ W I = 0 H
167 68 166 syl φ 0 · ˙ W I = 0 H
168 162 165 167 3eqtr4d φ P I 1 Z = 0 · ˙ W I
169 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 dchrptlem1 φ 1 Z U 0 P I 1 Z = 0 · ˙ W I X 1 Z = T 0
170 155 158 159 168 169 syl22anc φ X 1 Z = T 0
171 77 exp0d φ T 0 = 1
172 170 171 eqtrd φ X 1 Z = 1
173 1 2 4 8 6 3 22 23 24 25 89 154 172 dchrelbasd φ v B if v U X v 0 D
174 61 12 sselid φ A B
175 eleq1 v = A v U A U
176 fveq2 v = A X v = X A
177 175 176 ifbieq1d v = A if v U X v 0 = if A U X A 0
178 eqid v B if v U X v 0 = v B if v U X v 0
179 fvex X v V
180 c0ex 0 V
181 179 180 ifex if v U X v 0 V
182 177 178 181 fvmpt3i A B v B if v U X v 0 A = if A U X A 0
183 174 182 syl φ v B if v U X v 0 A = if A U X A 0
184 12 iftrued φ if A U X A 0 = X A
185 183 184 eqtrd φ v B if v U X v 0 A = X A
186 fveqeq2 v = A P I v = a · ˙ W I P I A = a · ˙ W I
187 186 rexbidv v = A a P I v = a · ˙ W I a P I A = a · ˙ W I
188 187 92 12 rspcdva φ a P I A = a · ˙ W I
189 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 dchrptlem1 φ A U a P I A = a · ˙ W I X A = T a
190 18 oveq1i T a = -1 2 O W I a
191 189 190 eqtrdi φ A U a P I A = a · ˙ W I X A = -1 2 O W I a
192 20 ad2antrr φ A U a P I A = a · ˙ W I P I A 1 ˙
193 58 ad2antrr φ A U a P I A = a · ˙ W I H Grp
194 68 ad2antrr φ A U a P I A = a · ˙ W I W I U
195 simprl φ A U a P I A = a · ˙ W I a
196 69 17 10 160 oddvds H Grp W I U a O W I a a · ˙ W I = 0 H
197 193 194 195 196 syl3anc φ A U a P I A = a · ˙ W I O W I a a · ˙ W I = 0 H
198 71 ad2antrr φ A U a P I A = a · ˙ W I O W I
199 root1eq1 O W I a -1 2 O W I a = 1 O W I a
200 198 195 199 syl2anc φ A U a P I A = a · ˙ W I -1 2 O W I a = 1 O W I a
201 simprr φ A U a P I A = a · ˙ W I P I A = a · ˙ W I
202 5 164 eqtrid φ 1 ˙ = 0 H
203 202 ad2antrr φ A U a P I A = a · ˙ W I 1 ˙ = 0 H
204 201 203 eqeq12d φ A U a P I A = a · ˙ W I P I A = 1 ˙ a · ˙ W I = 0 H
205 197 200 204 3bitr4d φ A U a P I A = a · ˙ W I -1 2 O W I a = 1 P I A = 1 ˙
206 205 necon3bid φ A U a P I A = a · ˙ W I -1 2 O W I a 1 P I A 1 ˙
207 192 206 mpbird φ A U a P I A = a · ˙ W I -1 2 O W I a 1
208 191 207 eqnetrd φ A U a P I A = a · ˙ W I X A 1
209 208 rexlimdvaa φ A U a P I A = a · ˙ W I X A 1
210 12 209 mpdan φ a P I A = a · ˙ W I X A 1
211 188 210 mpd φ X A 1
212 185 211 eqnetrd φ v B if v U X v 0 A 1
213 fveq1 x = v B if v U X v 0 x A = v B if v U X v 0 A
214 213 neeq1d x = v B if v U X v 0 x A 1 v B if v U X v 0 A 1
215 214 rspcev v B if v U X v 0 D v B if v U X v 0 A 1 x D x A 1
216 173 212 215 syl2anc φ x D x A 1