Metamath Proof Explorer


Theorem lgseisenlem3

Description: Lemma for lgseisen . (Contributed by Mario Carneiro, 17-Jun-2015) (Proof shortened by AV, 28-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses lgseisen.1 φP2
lgseisen.2 φQ2
lgseisen.3 φPQ
lgseisen.4 R=Q2xmodP
lgseisen.5 M=x1P121RRmodP2
lgseisen.6 S=Q2ymodP
lgseisen.7 Y=/P
lgseisen.8 G=mulGrpY
lgseisen.9 L=ℤRHomY
Assertion lgseisenlem3 φGx=1P12L1RQ=1Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lgseisen.1 φP2
2 lgseisen.2 φQ2
3 lgseisen.3 φPQ
4 lgseisen.4 R=Q2xmodP
5 lgseisen.5 M=x1P121RRmodP2
6 lgseisen.6 S=Q2ymodP
7 lgseisen.7 Y=/P
8 lgseisen.8 G=mulGrpY
9 lgseisen.9 L=ℤRHomY
10 oveq2 k=x2k=2x
11 10 fveq2d k=xL2k=L2x
12 11 cbvmptv k1P12L2k=x1P12L2x
13 12 oveq2i Gk=1P12L2k=Gx=1P12L2x
14 eqid BaseY=BaseY
15 8 14 mgpbas BaseY=BaseG
16 eqid 0G=0G
17 1 eldifad φP
18 7 znfld PYField
19 17 18 syl φYField
20 isfld YFieldYDivRingYCRing
21 20 simprbi YFieldYCRing
22 19 21 syl φYCRing
23 8 crngmgp YCRingGCMnd
24 22 23 syl φGCMnd
25 fzfid φ1P12Fin
26 crngring YCRingYRing
27 22 26 syl φYRing
28 9 zrhrhm YRingLringRingHomY
29 27 28 syl φLringRingHomY
30 zringbas =Basering
31 30 14 rhmf LringRingHomYL:BaseY
32 29 31 syl φL:BaseY
33 2z 2
34 elfzelz k1P12k
35 zmulcl 2k2k
36 33 34 35 sylancr k1P122k
37 ffvelcdm L:BaseY2kL2kBaseY
38 32 36 37 syl2an φk1P12L2kBaseY
39 38 fmpttd φk1P12L2k:1P12BaseY
40 eqid k1P12L2k=k1P12L2k
41 fvexd φk1P12L2kV
42 fvexd φ0GV
43 40 25 41 42 fsuppmptdm φfinSupp0Gk1P12L2k
44 1 2 3 4 5 6 lgseisenlem2 φM:1P121-1 onto1P12
45 15 16 24 25 39 43 44 gsumf1o φGk=1P12L2k=Gk1P12L2kM
46 13 45 eqtr3id φGx=1P12L2x=Gk1P12L2kM
47 1 2 3 4 5 lgseisenlem1 φM:1P121P12
48 5 fmpt x1P121RRmodP21P12M:1P121P12
49 47 48 sylibr φx1P121RRmodP21P12
50 5 a1i φM=x1P121RRmodP2
51 eqidd φk1P12L2k=k1P12L2k
52 oveq2 k=1RRmodP22k=21RRmodP2
53 52 fveq2d k=1RRmodP2L2k=L21RRmodP2
54 49 50 51 53 fmptcof φk1P12L2kM=x1P12L21RRmodP2
55 54 oveq2d φGk1P12L2kM=Gx=1P12L21RRmodP2
56 2 eldifad φQ
57 56 adantr φx1P12Q
58 prmz QQ
59 57 58 syl φx1P12Q
60 2nn 2
61 elfznn x1P12x
62 61 adantl φx1P12x
63 nnmulcl 2x2x
64 60 62 63 sylancr φx1P122x
65 64 nnzd φx1P122x
66 59 65 zmulcld φx1P12Q2x
67 17 adantr φx1P12P
68 prmnn PP
69 67 68 syl φx1P12P
70 66 69 zmodcld φx1P12Q2xmodP0
71 4 70 eqeltrid φx1P12R0
72 71 nn0zd φx1P12R
73 m1expcl R1R
74 72 73 syl φx1P121R
75 74 72 zmulcld φx1P121RR
76 75 69 zmodcld φx1P121RRmodP0
77 76 nn0cnd φx1P121RRmodP
78 2cnd φx1P122
79 2ne0 20
80 79 a1i φx1P1220
81 77 78 80 divcan2d φx1P1221RRmodP2=1RRmodP
82 81 fveq2d φx1P12L21RRmodP2=L1RRmodP
83 69 nnrpd φx1P12P+
84 eqidd φx1P121RmodP=1RmodP
85 4 oveq1i RmodP=Q2xmodPmodP
86 66 zred φx1P12Q2x
87 modabs2 Q2xP+Q2xmodPmodP=Q2xmodP
88 86 83 87 syl2anc φx1P12Q2xmodPmodP=Q2xmodP
89 85 88 eqtrid φx1P12RmodP=Q2xmodP
90 74 74 72 66 83 84 89 modmul12d φx1P121RRmodP=1RQ2xmodP
91 75 zred φx1P121RR
92 modabs2 1RRP+1RRmodPmodP=1RRmodP
93 91 83 92 syl2anc φx1P121RRmodPmodP=1RRmodP
94 74 zcnd φx1P121R
95 59 zcnd φx1P12Q
96 65 zcnd φx1P122x
97 94 95 96 mulassd φx1P121RQ2x=1RQ2x
98 97 oveq1d φx1P121RQ2xmodP=1RQ2xmodP
99 90 93 98 3eqtr4d φx1P121RRmodPmodP=1RQ2xmodP
100 17 68 syl φP
101 100 adantr φx1P12P
102 76 nn0zd φx1P121RRmodP
103 74 59 zmulcld φx1P121RQ
104 103 65 zmulcld φx1P121RQ2x
105 moddvds P1RRmodP1RQ2x1RRmodPmodP=1RQ2xmodPP1RRmodP1RQ2x
106 101 102 104 105 syl3anc φx1P121RRmodPmodP=1RQ2xmodPP1RRmodP1RQ2x
107 99 106 mpbid φx1P12P1RRmodP1RQ2x
108 69 nnnn0d φx1P12P0
109 7 9 zndvds P01RRmodP1RQ2xL1RRmodP=L1RQ2xP1RRmodP1RQ2x
110 108 102 104 109 syl3anc φx1P12L1RRmodP=L1RQ2xP1RRmodP1RQ2x
111 107 110 mpbird φx1P12L1RRmodP=L1RQ2x
112 29 adantr φx1P12LringRingHomY
113 zringmulr ×=ring
114 eqid Y=Y
115 30 113 114 rhmmul LringRingHomY1RQ2xL1RQ2x=L1RQYL2x
116 112 103 65 115 syl3anc φx1P12L1RQ2x=L1RQYL2x
117 82 111 116 3eqtrd φx1P12L21RRmodP2=L1RQYL2x
118 117 mpteq2dva φx1P12L21RRmodP2=x1P12L1RQYL2x
119 32 adantr φx1P12L:BaseY
120 119 103 ffvelcdmd φx1P12L1RQBaseY
121 119 65 ffvelcdmd φx1P12L2xBaseY
122 eqidd φx1P12L1RQ=x1P12L1RQ
123 eqidd φx1P12L2x=x1P12L2x
124 25 120 121 122 123 offval2 φx1P12L1RQYfx1P12L2x=x1P12L1RQYL2x
125 118 124 eqtr4d φx1P12L21RRmodP2=x1P12L1RQYfx1P12L2x
126 125 oveq2d φGx=1P12L21RRmodP2=Gx1P12L1RQYfx1P12L2x
127 46 55 126 3eqtrd φGx=1P12L2x=Gx1P12L1RQYfx1P12L2x
128 8 114 mgpplusg Y=+G
129 eqid x1P12L1RQ=x1P12L1RQ
130 eqid x1P12L2x=x1P12L2x
131 15 128 24 25 120 121 129 130 gsummptfidmadd2 φGx1P12L1RQYfx1P12L2x=Gx=1P12L1RQYGx=1P12L2x
132 127 131 eqtrd φGx=1P12L2x=Gx=1P12L1RQYGx=1P12L2x
133 132 oveq1d φGx=1P12L2x/rYGx=1P12L2x=Gx=1P12L1RQYGx=1P12L2x/rYGx=1P12L2x
134 eqid UnitY=UnitY
135 134 8 unitsubm YRingUnitYSubMndG
136 27 135 syl φUnitYSubMndG
137 elfzle2 x1P12xP12
138 137 adantl φx1P12xP12
139 62 nnred φx1P12x
140 prmuz2 PP2
141 uz2m1nn P2P1
142 67 140 141 3syl φx1P12P1
143 142 nnred φx1P12P1
144 2re 2
145 144 a1i φx1P122
146 2pos 0<2
147 146 a1i φx1P120<2
148 lemuldiv2 xP120<22xP1xP12
149 139 143 145 147 148 syl112anc φx1P122xP1xP12
150 138 149 mpbird φx1P122xP1
151 prmz PP
152 67 151 syl φx1P12P
153 peano2zm PP1
154 152 153 syl φx1P12P1
155 fznn P12x1P12x2xP1
156 154 155 syl φx1P122x1P12x2xP1
157 64 150 156 mpbir2and φx1P122x1P1
158 fzm1ndvds P2x1P1¬P2x
159 69 157 158 syl2anc φx1P12¬P2x
160 eqid 0Y=0Y
161 7 9 160 zndvds0 P02xL2x=0YP2x
162 108 65 161 syl2anc φx1P12L2x=0YP2x
163 162 necon3abid φx1P12L2x0Y¬P2x
164 159 163 mpbird φx1P12L2x0Y
165 20 simplbi YFieldYDivRing
166 19 165 syl φYDivRing
167 166 adantr φx1P12YDivRing
168 14 134 160 drngunit YDivRingL2xUnitYL2xBaseYL2x0Y
169 167 168 syl φx1P12L2xUnitYL2xBaseYL2x0Y
170 121 164 169 mpbir2and φx1P12L2xUnitY
171 170 fmpttd φx1P12L2x:1P12UnitY
172 fvexd φx1P12L2xV
173 130 25 172 42 fsuppmptdm φfinSupp0Gx1P12L2x
174 16 24 25 136 171 173 gsumsubmcl φGx=1P12L2xUnitY
175 eqid /rY=/rY
176 eqid 1Y=1Y
177 134 175 176 dvrid YRingGx=1P12L2xUnitYGx=1P12L2x/rYGx=1P12L2x=1Y
178 27 174 177 syl2anc φGx=1P12L2x/rYGx=1P12L2x=1Y
179 120 fmpttd φx1P12L1RQ:1P12BaseY
180 fvexd φx1P12L1RQV
181 129 25 180 42 fsuppmptdm φfinSupp0Gx1P12L1RQ
182 15 16 24 25 179 181 gsumcl φGx=1P12L1RQBaseY
183 14 134 175 114 dvrcan3 YRingGx=1P12L1RQBaseYGx=1P12L2xUnitYGx=1P12L1RQYGx=1P12L2x/rYGx=1P12L2x=Gx=1P12L1RQ
184 27 182 174 183 syl3anc φGx=1P12L1RQYGx=1P12L2x/rYGx=1P12L2x=Gx=1P12L1RQ
185 133 178 184 3eqtr3rd φGx=1P12L1RQ=1Y