Metamath Proof Explorer


Theorem idomrootle

Description: No element of an integral domain can have more than N N -th roots. (Contributed by Stefan O'Rear, 11-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses idomrootle.b B=BaseR
idomrootle.e ×˙=mulGrpR
Assertion idomrootle RIDomnXBNyB|N×˙y=XN

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 idomrootle.b B=BaseR
2 idomrootle.e ×˙=mulGrpR
3 eqid Poly1R=Poly1R
4 eqid BasePoly1R=BasePoly1R
5 eqid deg1R=deg1R
6 eqid eval1R=eval1R
7 eqid 0R=0R
8 eqid 0Poly1R=0Poly1R
9 simp1 RIDomnXBNRIDomn
10 isidom RIDomnRCRingRDomn
11 10 simplbi RIDomnRCRing
12 9 11 syl RIDomnXBNRCRing
13 crngring RCRingRRing
14 12 13 syl RIDomnXBNRRing
15 3 ply1ring RRingPoly1RRing
16 14 15 syl RIDomnXBNPoly1RRing
17 ringgrp Poly1RRingPoly1RGrp
18 16 17 syl RIDomnXBNPoly1RGrp
19 eqid mulGrpPoly1R=mulGrpPoly1R
20 19 ringmgp Poly1RRingmulGrpPoly1RMnd
21 16 20 syl RIDomnXBNmulGrpPoly1RMnd
22 mndmgm mulGrpPoly1RMndmulGrpPoly1RMgm
23 21 22 syl RIDomnXBNmulGrpPoly1RMgm
24 simp3 RIDomnXBNN
25 eqid var1R=var1R
26 25 3 4 vr1cl RRingvar1RBasePoly1R
27 14 26 syl RIDomnXBNvar1RBasePoly1R
28 19 4 mgpbas BasePoly1R=BasemulGrpPoly1R
29 eqid mulGrpPoly1R=mulGrpPoly1R
30 28 29 mulgnncl mulGrpPoly1RMgmNvar1RBasePoly1RNmulGrpPoly1Rvar1RBasePoly1R
31 23 24 27 30 syl3anc RIDomnXBNNmulGrpPoly1Rvar1RBasePoly1R
32 eqid algScPoly1R=algScPoly1R
33 3 32 1 4 ply1sclf RRingalgScPoly1R:BBasePoly1R
34 14 33 syl RIDomnXBNalgScPoly1R:BBasePoly1R
35 simp2 RIDomnXBNXB
36 34 35 ffvelcdmd RIDomnXBNalgScPoly1RXBasePoly1R
37 eqid -Poly1R=-Poly1R
38 4 37 grpsubcl Poly1RGrpNmulGrpPoly1Rvar1RBasePoly1RalgScPoly1RXBasePoly1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXBasePoly1R
39 18 31 36 38 syl3anc RIDomnXBNNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXBasePoly1R
40 5 3 4 deg1xrcl algScPoly1RXBasePoly1Rdeg1RalgScPoly1RX*
41 36 40 syl RIDomnXBNdeg1RalgScPoly1RX*
42 0xr 0*
43 42 a1i RIDomnXBN0*
44 nnre NN
45 44 rexrd NN*
46 45 3ad2ant3 RIDomnXBNN*
47 5 3 1 32 deg1sclle RRingXBdeg1RalgScPoly1RX0
48 14 35 47 syl2anc RIDomnXBNdeg1RalgScPoly1RX0
49 nngt0 N0<N
50 49 3ad2ant3 RIDomnXBN0<N
51 41 43 46 48 50 xrlelttrd RIDomnXBNdeg1RalgScPoly1RX<N
52 10 simprbi RIDomnRDomn
53 domnnzr RDomnRNzRing
54 52 53 syl RIDomnRNzRing
55 9 54 syl RIDomnXBNRNzRing
56 nnnn0 NN0
57 56 3ad2ant3 RIDomnXBNN0
58 5 3 25 19 29 deg1pw RNzRingN0deg1RNmulGrpPoly1Rvar1R=N
59 55 57 58 syl2anc RIDomnXBNdeg1RNmulGrpPoly1Rvar1R=N
60 51 59 breqtrrd RIDomnXBNdeg1RalgScPoly1RX<deg1RNmulGrpPoly1Rvar1R
61 3 5 14 4 37 31 36 60 deg1sub RIDomnXBNdeg1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX=deg1RNmulGrpPoly1Rvar1R
62 61 59 eqtrd RIDomnXBNdeg1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX=N
63 62 57 eqeltrd RIDomnXBNdeg1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX0
64 5 3 8 4 deg1nn0clb RRingNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXBasePoly1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX0Poly1Rdeg1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX0
65 14 39 64 syl2anc RIDomnXBNNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX0Poly1Rdeg1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX0
66 63 65 mpbird RIDomnXBNNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX0Poly1R
67 3 4 5 6 7 8 9 39 66 fta1g RIDomnXBNeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX-10Rdeg1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX
68 eqid R𝑠B=R𝑠B
69 eqid BaseR𝑠B=BaseR𝑠B
70 1 fvexi BV
71 70 a1i RIDomnXBNBV
72 6 3 68 1 evl1rhm RCRingeval1RPoly1RRingHomR𝑠B
73 12 72 syl RIDomnXBNeval1RPoly1RRingHomR𝑠B
74 4 69 rhmf eval1RPoly1RRingHomR𝑠Beval1R:BasePoly1RBaseR𝑠B
75 73 74 syl RIDomnXBNeval1R:BasePoly1RBaseR𝑠B
76 75 39 ffvelcdmd RIDomnXBNeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXBaseR𝑠B
77 68 1 69 9 71 76 pwselbas RIDomnXBNeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX:BB
78 77 ffnd RIDomnXBNeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXFnB
79 fniniseg2 eval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXFnBeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX-10R=yB|eval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXy=0R
80 78 79 syl RIDomnXBNeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX-10R=yB|eval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXy=0R
81 12 adantr RIDomnXBNyBRCRing
82 simpr RIDomnXBNyByB
83 6 25 1 3 4 81 82 evl1vard RIDomnXBNyBvar1RBasePoly1Reval1Rvar1Ry=y
84 simpl3 RIDomnXBNyBN
85 84 56 syl RIDomnXBNyBN0
86 6 3 1 4 81 82 83 29 2 85 evl1expd RIDomnXBNyBNmulGrpPoly1Rvar1RBasePoly1Reval1RNmulGrpPoly1Rvar1Ry=N×˙y
87 simpl2 RIDomnXBNyBXB
88 6 3 1 32 4 81 87 82 evl1scad RIDomnXBNyBalgScPoly1RXBasePoly1Reval1RalgScPoly1RXy=X
89 eqid -R=-R
90 6 3 1 4 81 82 86 88 37 89 evl1subd RIDomnXBNyBNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXBasePoly1Reval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXy=N×˙y-RX
91 90 simprd RIDomnXBNyBeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXy=N×˙y-RX
92 91 eqeq1d RIDomnXBNyBeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXy=0RN×˙y-RX=0R
93 ringgrp RRingRGrp
94 14 93 syl RIDomnXBNRGrp
95 94 adantr RIDomnXBNyBRGrp
96 eqid mulGrpR=mulGrpR
97 96 ringmgp RRingmulGrpRMnd
98 14 97 syl RIDomnXBNmulGrpRMnd
99 98 adantr RIDomnXBNyBmulGrpRMnd
100 mndmgm mulGrpRMndmulGrpRMgm
101 99 100 syl RIDomnXBNyBmulGrpRMgm
102 96 1 mgpbas B=BasemulGrpR
103 102 2 mulgnncl mulGrpRMgmNyBN×˙yB
104 101 84 82 103 syl3anc RIDomnXBNyBN×˙yB
105 1 7 89 grpsubeq0 RGrpN×˙yBXBN×˙y-RX=0RN×˙y=X
106 95 104 87 105 syl3anc RIDomnXBNyBN×˙y-RX=0RN×˙y=X
107 92 106 bitrd RIDomnXBNyBeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXy=0RN×˙y=X
108 107 rabbidva RIDomnXBNyB|eval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RXy=0R=yB|N×˙y=X
109 80 108 eqtrd RIDomnXBNeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX-10R=yB|N×˙y=X
110 109 fveq2d RIDomnXBNeval1RNmulGrpPoly1Rvar1R-Poly1RalgScPoly1RX-10R=yB|N×˙y=X
111 67 110 62 3brtr3d RIDomnXBNyB|N×˙y=XN