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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 = ℤ/Nℤ
dchrpt.d ⊢ D = Base G
dchrpt.b ⊢ B = Base Z
dchrpt.1 ⊢ 1 ˙ = 1 Z
dchrpt.n ⊢ φ → N ∈ 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 ∈ ℤ ⟼ 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 ∈ ℤ 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 = ℤ/Nℤ
3 dchrpt.d ⊢ D = Base G
4 dchrpt.b ⊢ B = Base Z
5 dchrpt.1 ⊢ 1 ˙ = 1 Z
6 dchrpt.n ⊢ φ → N ∈ 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 ∈ ℤ ⟼ 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 ∈ ℤ 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 ⊢ ℤ ∈ V
27 26 mptex ⊢ n ∈ ℤ ⟼ n · ˙ W ⁡ k ∈ V
28 27 rnex ⊢ ran ⁡ n ∈ ℤ ⟼ 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 ffvelcdmda ⊢ 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 ∈ ℤ ⟼ n · ˙ W ⁡ k = a ∈ ℤ ⟼ 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 ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ k = a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I
41 37 40 eqtrid ⊢ k = I → n ∈ ℤ ⟼ n · ˙ W ⁡ k = a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I
42 41 rneqd ⊢ k = I → ran ⁡ n ∈ ℤ ⟼ n · ˙ W ⁡ k = ran ⁡ a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I
43 42 11 28 fvmpt3i ⊢ I ∈ dom ⁡ W → S ⁡ I = ran ⁡ a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I
44 35 43 syl ⊢ φ ∧ v ∈ U → S ⁡ I = ran ⁡ a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I
45 34 44 eleqtrd ⊢ φ ∧ v ∈ U → P ⁡ I ⁡ v ∈ ran ⁡ a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I
46 eqid ⊢ a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I = a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I
47 ovex ⊢ a · ˙ W ⁡ I ∈ V
48 46 47 elrnmpti ⊢ P ⁡ I ⁡ v ∈ ran ⁡ a ∈ ℤ ⟼ a · ˙ W ⁡ I ↔ ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I
49 45 48 sylib ⊢ φ ∧ v ∈ U → ∃ a ∈ ℤ 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 ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I → X ⁡ v = T a
51 neg1cn ⊢ − 1 ∈ ℂ
52 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
53 6 nnnn0d ⊢ φ → N ∈ ℕ 0
54 2 zncrng ⊢ N ∈ 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 ∈ 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 ffvelcdmd ⊢ 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 ∈ ℕ
71 58 63 68 70 syl3anc ⊢ φ → O ⁡ W ⁡ I ∈ ℕ
72 nndivre ⊢ 2 ∈ ℝ ∧ O ⁡ W ⁡ I ∈ ℕ → 2 O ⁡ W ⁡ I ∈ ℝ
73 52 71 72 sylancr ⊢ φ → 2 O ⁡ W ⁡ I ∈ ℝ
74 73 recnd ⊢ φ → 2 O ⁡ W ⁡ I ∈ ℂ
75 cxpcl ⊢ − 1 ∈ ℂ ∧ 2 O ⁡ W ⁡ I ∈ ℂ → − 1 2 O ⁡ W ⁡ I ∈ ℂ
76 51 74 75 sylancr ⊢ φ → − 1 2 O ⁡ W ⁡ I ∈ ℂ
77 18 76 eqeltrid ⊢ φ → T ∈ ℂ
78 77 ad2antrr ⊢ φ ∧ v ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I → T ∈ ℂ
79 51 a1i ⊢ φ → − 1 ∈ ℂ
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 ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I → T ≠ 0
86 simprl ⊢ φ ∧ v ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I → a ∈ ℤ
87 78 85 86 expclzd ⊢ φ ∧ v ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I → T a ∈ ℂ
88 50 87 eqeltrd ⊢ φ ∧ v ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I → X ⁡ v ∈ ℂ
89 49 88 rexlimddv ⊢ φ ∧ v ∈ U → X ⁡ v ∈ ℂ
90 fveqeq2 ⊢ v = x → P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I ↔ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I
91 90 rexbidv ⊢ v = x → ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I ↔ ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I
92 49 ralrimiva ⊢ φ → ∀ v ∈ U ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I
93 92 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U → ∀ v ∈ U ∃ a ∈ ℤ 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 ∈ ℤ 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 ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I ↔ ∃ a ∈ ℤ 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 ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ y = a · ˙ W ⁡ I ↔ ∃ b ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I
101 97 100 bitrdi ⊢ v = y → ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I ↔ ∃ b ∈ ℤ 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 ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I
104 reeanv ⊢ ∃ a ∈ ℤ ∃ b ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I ↔ ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ ∃ b ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I
105 77 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → T ∈ ℂ
106 84 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → T ≠ 0
107 simprll ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → a ∈ ℤ
108 simprlr ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → b ∈ ℤ
109 expaddz ⊢ T ∈ ℂ ∧ T ≠ 0 ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ → T a + b = T a ⁢ T b
110 105 106 107 108 109 syl22anc ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → φ
112 56 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → Z ∈ Ring
113 94 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → x ∈ U
114 102 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → a + b ∈ ℤ
119 simprrl ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → H ∈ Grp
139 68 ad2antrr ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → W ⁡ I ∈ U
140 69 10 135 mulgdir ⊢ H ∈ Grp ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I → X ⁡ x = T a
146 111 113 107 119 145 syl22anc ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → X ⁡ y = T b
148 111 114 108 120 147 syl22anc ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ b ∈ ℤ → 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 ∈ ℤ ∃ b ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ P ⁡ I ⁡ y = b · ˙ W ⁡ I → X ⁡ x ⋅ Z y = X ⁡ x ⁢ X ⁡ y
153 104 152 biimtrrid ⊢ φ ∧ x ∈ U ∧ y ∈ U → ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ x = a · ˙ W ⁡ I ∧ ∃ b ∈ ℤ 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 ∈ ℤ
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 ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ v = a · ˙ W ⁡ I ↔ ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I
188 187 92 12 rspcdva ⊢ φ → ∃ a ∈ ℤ 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 ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → X ⁡ A = -1 2 O ⁡ W ⁡ I a
192 20 ad2antrr ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → P ⁡ I ⁡ A ≠ 1 ˙
193 58 ad2antrr ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → H ∈ Grp
194 68 ad2antrr ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → W ⁡ I ∈ U
195 simprl ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → a ∈ ℤ
196 69 17 10 160 oddvds ⊢ H ∈ Grp ∧ W ⁡ I ∈ U ∧ a ∈ ℤ → O ⁡ W ⁡ I ∥ a ↔ a · ˙ W ⁡ I = 0 H
197 193 194 195 196 syl3anc ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → O ⁡ W ⁡ I ∥ a ↔ a · ˙ W ⁡ I = 0 H
198 71 ad2antrr ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → O ⁡ W ⁡ I ∈ ℕ
199 root1eq1 ⊢ O ⁡ W ⁡ I ∈ ℕ ∧ a ∈ ℤ → -1 2 O ⁡ W ⁡ I a = 1 ↔ O ⁡ W ⁡ I ∥ a
200 198 195 199 syl2anc ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → -1 2 O ⁡ W ⁡ I a = 1 ↔ O ⁡ W ⁡ I ∥ a
201 simprr ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → 1 ˙ = 0 H
204 201 203 eqeq12d ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → P ⁡ I ⁡ A = 1 ˙ ↔ a · ˙ W ⁡ I = 0 H
205 197 200 204 3bitr4d ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → -1 2 O ⁡ W ⁡ I a = 1 ↔ P ⁡ I ⁡ A = 1 ˙
206 205 necon3bid ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ 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 ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → -1 2 O ⁡ W ⁡ I a ≠ 1
208 191 207 eqnetrd ⊢ φ ∧ A ∈ U ∧ a ∈ ℤ ∧ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → X ⁡ A ≠ 1
209 208 rexlimdvaa ⊢ φ ∧ A ∈ U → ∃ a ∈ ℤ P ⁡ I ⁡ A = a · ˙ W ⁡ I → X ⁡ A ≠ 1
210 12 209 mpdan ⊢ φ → ∃ a ∈ ℤ 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