Metamath Proof Explorer


Theorem hashscontpow

Description: If a set contains all N -th powers, then the size of the image under the ZR homomorphism is greater than the R -th order of N . (Contributed by metakunt, 28-Apr-2025)

Ref Expression
Hypotheses hashscontpow.1 φ E
hashscontpow.2 φ N
hashscontpow.3 φ k 0 N k E
hashscontpow.4 φ R
hashscontpow.5 φ N gcd R = 1
hashscontpow.6 L = ℤRHom Y
hashscontpow.7 Y = /R
Assertion hashscontpow φ od R N L E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hashscontpow.1 φ E
2 hashscontpow.2 φ N
3 hashscontpow.3 φ k 0 N k E
4 hashscontpow.4 φ R
5 hashscontpow.5 φ N gcd R = 1
6 hashscontpow.6 L = ℤRHom Y
7 hashscontpow.7 Y = /R
8 2 nnzd φ N
9 odzcl R N N gcd R = 1 od R N
10 4 8 5 9 syl3anc φ od R N
11 10 nnnn0d φ od R N 0
12 hashfz1 od R N 0 1 od R N = od R N
13 11 12 syl φ 1 od R N = od R N
14 ovexd φ 1 od R N V
15 14 mptexd φ x 1 od R N L N x V
16 6 fvexi L V
17 16 a1i φ L V
18 imaexg L V L E V
19 17 18 syl φ L E V
20 4 nnnn0d φ R 0
21 7 zncrng R 0 Y CRing
22 20 21 syl φ Y CRing
23 crngring Y CRing Y Ring
24 6 zrhrhm Y Ring L ring RingHom Y
25 zringbas = Base ring
26 eqid Base Y = Base Y
27 25 26 rhmf L ring RingHom Y L : Base Y
28 22 23 24 27 4syl φ L : Base Y
29 28 ffnd φ L Fn
30 29 adantr φ x 1 od R N L Fn
31 8 adantr φ x 1 od R N N
32 elfznn x 1 od R N x
33 32 adantl φ x 1 od R N x
34 33 nnnn0d φ x 1 od R N x 0
35 31 34 zexpcld φ x 1 od R N N x
36 oveq2 k = x N k = N x
37 36 eleq1d k = x N k E N x E
38 3 adantr φ x 1 od R N k 0 N k E
39 37 38 34 rspcdva φ x 1 od R N N x E
40 30 35 39 fnfvimad φ x 1 od R N L N x L E
41 40 fmpttd φ x 1 od R N L N x : 1 od R N L E
42 2 ad3antrrr φ a 1 od R N b 1 od R N a < b N
43 simpllr φ a 1 od R N b 1 od R N a < b a 1 od R N
44 simplr φ a 1 od R N b 1 od R N a < b b 1 od R N
45 4 ad3antrrr φ a 1 od R N b 1 od R N a < b R
46 5 ad3antrrr φ a 1 od R N b 1 od R N a < b N gcd R = 1
47 simpr φ a 1 od R N b 1 od R N a < b a < b
48 42 43 44 45 46 6 7 47 hashscontpow1 φ a 1 od R N b 1 od R N a < b L N a L N b
49 2 ad3antrrr φ a 1 od R N b 1 od R N b < a N
50 simplr φ a 1 od R N b 1 od R N b < a b 1 od R N
51 simpllr φ a 1 od R N b 1 od R N b < a a 1 od R N
52 4 ad3antrrr φ a 1 od R N b 1 od R N b < a R
53 5 ad3antrrr φ a 1 od R N b 1 od R N b < a N gcd R = 1
54 simpr φ a 1 od R N b 1 od R N b < a b < a
55 49 50 51 52 53 6 7 54 hashscontpow1 φ a 1 od R N b 1 od R N b < a L N b L N a
56 55 necomd φ a 1 od R N b 1 od R N b < a L N a L N b
57 48 56 jaodan φ a 1 od R N b 1 od R N a < b b < a L N a L N b
58 57 ex φ a 1 od R N b 1 od R N a < b b < a L N a L N b
59 biidd φ a 1 od R N b 1 od R N a = b a = b
60 59 necon3bbid φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b a b
61 elfzelz a 1 od R N a
62 61 adantl φ a 1 od R N a
63 62 adantr φ a 1 od R N b 1 od R N a
64 63 zred φ a 1 od R N b 1 od R N a
65 elfzelz b 1 od R N b
66 65 zred b 1 od R N b
67 66 adantl φ a 1 od R N b 1 od R N b
68 lttri2 a b a b a < b b < a
69 64 67 68 syl2anc φ a 1 od R N b 1 od R N a b a < b b < a
70 60 69 bitrd φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b a < b b < a
71 70 imbi1d φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b L N a L N b a < b b < a L N a L N b
72 58 71 mpbird φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b L N a L N b
73 72 imp φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b L N a L N b
74 eqidd φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x 1 od R N L N x = x 1 od R N L N x
75 simpr φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x = a x = a
76 75 oveq2d φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x = a N x = N a
77 76 fveq2d φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x = a L N x = L N a
78 simpllr φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b a 1 od R N
79 fvexd φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b L N a V
80 74 77 78 79 fvmptd φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x 1 od R N L N x a = L N a
81 simpr φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x = b x = b
82 81 oveq2d φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x = b N x = N b
83 82 fveq2d φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x = b L N x = L N b
84 simplr φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b b 1 od R N
85 fvexd φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b L N b V
86 74 83 84 85 fvmptd φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x 1 od R N L N x b = L N b
87 80 86 neeq12d φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x 1 od R N L N x a x 1 od R N L N x b L N a L N b
88 73 87 mpbird φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b x 1 od R N L N x a x 1 od R N L N x b
89 88 neneqd φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b ¬ x 1 od R N L N x a = x 1 od R N L N x b
90 89 ex φ a 1 od R N b 1 od R N ¬ a = b ¬ x 1 od R N L N x a = x 1 od R N L N x b
91 90 con4d φ a 1 od R N b 1 od R N x 1 od R N L N x a = x 1 od R N L N x b a = b
92 91 ralrimiva φ a 1 od R N b 1 od R N x 1 od R N L N x a = x 1 od R N L N x b a = b
93 92 ralrimiva φ a 1 od R N b 1 od R N x 1 od R N L N x a = x 1 od R N L N x b a = b
94 41 93 jca φ x 1 od R N L N x : 1 od R N L E a 1 od R N b 1 od R N x 1 od R N L N x a = x 1 od R N L N x b a = b
95 dff13 x 1 od R N L N x : 1 od R N 1-1 L E x 1 od R N L N x : 1 od R N L E a 1 od R N b 1 od R N x 1 od R N L N x a = x 1 od R N L N x b a = b
96 94 95 sylibr φ x 1 od R N L N x : 1 od R N 1-1 L E
97 hashf1dmcdm x 1 od R N L N x V L E V x 1 od R N L N x : 1 od R N 1-1 L E 1 od R N L E
98 15 19 96 97 syl3anc φ 1 od R N L E
99 13 98 eqbrtrrd φ od R N L E