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 ⊢ φ → P ∈ ℙ ∖ 2
lgseisen.2 ⊢ φ → Q ∈ ℙ ∖ 2
lgseisen.3 ⊢ φ → P ≠ Q
lgseisen.4 ⊢ R = Q ⁢ 2 ⁢ x mod P
lgseisen.5 ⊢ M = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ − 1 R ⁢ R mod P 2
lgseisen.6 ⊢ S = Q ⁢ 2 ⁢ y mod P
lgseisen.7 ⊢ Y = ℤ/Pℤ
lgseisen.8 ⊢ G = mulGrp Y
lgseisen.9 ⊢ L = ℤRHom ⁡ Y
Assertion lgseisenlem3 ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q = 1 Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lgseisen.1 ⊢ φ → P ∈ ℙ ∖ 2
2 lgseisen.2 ⊢ φ → Q ∈ ℙ ∖ 2
3 lgseisen.3 ⊢ φ → P ≠ Q
4 lgseisen.4 ⊢ R = Q ⁢ 2 ⁢ x mod P
5 lgseisen.5 ⊢ M = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ − 1 R ⁢ R mod P 2
6 lgseisen.6 ⊢ S = Q ⁢ 2 ⁢ y mod P
7 lgseisen.7 ⊢ Y = ℤ/Pℤ
8 lgseisen.8 ⊢ G = mulGrp Y
9 lgseisen.9 ⊢ L = ℤRHom ⁡ Y
10 oveq2 ⊢ k = x → 2 ⁢ k = 2 ⁢ x
11 10 fveq2d ⊢ k = x → L ⁡ 2 ⁢ k = L ⁡ 2 ⁢ x
12 11 cbvmptv ⊢ k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x
13 12 oveq2i ⊢ ∑ G k = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ k = ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x
14 eqid ⊢ Base Y = Base Y
15 8 14 mgpbas ⊢ Base Y = Base G
16 eqid ⊢ 0 G = 0 G
17 1 eldifad ⊢ φ → P ∈ ℙ
18 7 znfld ⊢ P ∈ ℙ → Y ∈ Field
19 17 18 syl ⊢ φ → Y ∈ Field
20 isfld ⊢ Y ∈ Field ↔ Y ∈ DivRing ∧ Y ∈ CRing
21 20 simprbi ⊢ Y ∈ Field → Y ∈ CRing
22 19 21 syl ⊢ φ → Y ∈ CRing
23 8 crngmgp ⊢ Y ∈ CRing → G ∈ CMnd
24 22 23 syl ⊢ φ → G ∈ CMnd
25 fzfid ⊢ φ → 1 … P − 1 2 ∈ Fin
26 crngring ⊢ Y ∈ CRing → Y ∈ Ring
27 22 26 syl ⊢ φ → Y ∈ Ring
28 9 zrhrhm ⊢ Y ∈ Ring → L ∈ ℤ ring RingHom Y
29 27 28 syl ⊢ φ → L ∈ ℤ ring RingHom Y
30 zringbas ⊢ ℤ = Base ℤ ring
31 30 14 rhmf ⊢ L ∈ ℤ ring RingHom Y → L : ℤ ⟶ Base Y
32 29 31 syl ⊢ φ → L : ℤ ⟶ Base Y
33 2z ⊢ 2 ∈ ℤ
34 elfzelz ⊢ k ∈ 1 … P − 1 2 → k ∈ ℤ
35 zmulcl ⊢ 2 ∈ ℤ ∧ k ∈ ℤ → 2 ⁢ k ∈ ℤ
36 33 34 35 sylancr ⊢ k ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ k ∈ ℤ
37 ffvelcdm ⊢ L : ℤ ⟶ Base Y ∧ 2 ⁢ k ∈ ℤ → L ⁡ 2 ⁢ k ∈ Base Y
38 32 36 37 syl2an ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ k ∈ Base Y
39 38 fmpttd ⊢ φ → k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k : 1 … P − 1 2 ⟶ Base Y
40 eqid ⊢ k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k = k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k
41 fvexd ⊢ φ ∧ k ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ k ∈ V
42 fvexd ⊢ φ → 0 G ∈ V
43 40 25 41 42 fsuppmptdm ⊢ φ → finSupp 0 G⁡ k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k
44 1 2 3 4 5 6 lgseisenlem2 ⊢ φ → M : 1 … P − 1 2 ⟶ 1-1 onto 1 … P − 1 2
45 15 16 24 25 39 43 44 gsumf1o ⊢ φ → ∑ G k = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ k = ∑ G k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k ∘ M
46 13 45 eqtr3id ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x = ∑ G k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k ∘ M
47 1 2 3 4 5 lgseisenlem1 ⊢ φ → M : 1 … P − 1 2 ⟶ 1 … P − 1 2
48 5 fmpt ⊢ ∀ x ∈ 1 … P − 1 2 − 1 R ⁢ R mod P 2 ∈ 1 … P − 1 2 ↔ M : 1 … P − 1 2 ⟶ 1 … P − 1 2
49 47 48 sylibr ⊢ φ → ∀ x ∈ 1 … P − 1 2 − 1 R ⁢ R mod P 2 ∈ 1 … P − 1 2
50 5 a1i ⊢ φ → M = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ − 1 R ⁢ R mod P 2
51 eqidd ⊢ φ → k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k = k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k
52 oveq2 ⊢ k = − 1 R ⁢ R mod P 2 → 2 ⁢ k = 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2
53 52 fveq2d ⊢ k = − 1 R ⁢ R mod P 2 → L ⁡ 2 ⁢ k = L ⁡ 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2
54 49 50 51 53 fmptcof ⊢ φ → k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k ∘ M = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2
55 54 oveq2d ⊢ φ → ∑ G k ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ k ∘ M = ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2
56 2 eldifad ⊢ φ → Q ∈ ℙ
57 56 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → Q ∈ ℙ
58 prmz ⊢ Q ∈ ℙ → Q ∈ ℤ
59 57 58 syl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → Q ∈ ℤ
60 2nn ⊢ 2 ∈ ℕ
61 elfznn ⊢ x ∈ 1 … P − 1 2 → x ∈ ℕ
62 61 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → x ∈ ℕ
63 nnmulcl ⊢ 2 ∈ ℕ ∧ x ∈ ℕ → 2 ⁢ x ∈ ℕ
64 60 62 63 sylancr ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ x ∈ ℕ
65 64 nnzd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ x ∈ ℤ
66 59 65 zmulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → Q ⁢ 2 ⁢ x ∈ ℤ
67 17 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P ∈ ℙ
68 prmnn ⊢ P ∈ ℙ → P ∈ ℕ
69 67 68 syl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P ∈ ℕ
70 66 69 zmodcld ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → Q ⁢ 2 ⁢ x mod P ∈ ℕ 0
71 4 70 eqeltrid ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → R ∈ ℕ 0
72 71 nn0zd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → R ∈ ℤ
73 m1expcl ⊢ R ∈ ℤ → − 1 R ∈ ℤ
74 72 73 syl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ∈ ℤ
75 74 72 zmulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R ∈ ℤ
76 75 69 zmodcld ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R mod P ∈ ℕ 0
77 76 nn0cnd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R mod P ∈ ℂ
78 2cnd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ∈ ℂ
79 2ne0 ⊢ 2 ≠ 0
80 79 a1i ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ≠ 0
81 77 78 80 divcan2d ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2 = − 1 R ⁢ R mod P
82 81 fveq2d ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2 = L ⁡ − 1 R ⁢ R mod P
83 69 nnrpd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P ∈ ℝ +
84 eqidd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R mod P = − 1 R mod P
85 4 oveq1i ⊢ R mod P = Q ⁢ 2 ⁢ x mod P mod P
86 66 zred ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → Q ⁢ 2 ⁢ x ∈ ℝ
87 modabs2 ⊢ Q ⁢ 2 ⁢ x ∈ ℝ ∧ P ∈ ℝ + → Q ⁢ 2 ⁢ x mod P mod P = Q ⁢ 2 ⁢ x mod P
88 86 83 87 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → Q ⁢ 2 ⁢ x mod P mod P = Q ⁢ 2 ⁢ x mod P
89 85 88 eqtrid ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → R mod P = Q ⁢ 2 ⁢ x mod P
90 74 74 72 66 83 84 89 modmul12d ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R mod P = − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x mod P
91 75 zred ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R ∈ ℝ
92 modabs2 ⊢ − 1 R ⁢ R ∈ ℝ ∧ P ∈ ℝ + → − 1 R ⁢ R mod P mod P = − 1 R ⁢ R mod P
93 91 83 92 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R mod P mod P = − 1 R ⁢ R mod P
94 74 zcnd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ∈ ℂ
95 59 zcnd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → Q ∈ ℂ
96 65 zcnd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ x ∈ ℂ
97 94 95 96 mulassd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x = − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x
98 97 oveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x mod P = − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x mod P
99 90 93 98 3eqtr4d ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R mod P mod P = − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x mod P
100 17 68 syl ⊢ φ → P ∈ ℕ
101 100 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P ∈ ℕ
102 76 nn0zd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R mod P ∈ ℤ
103 74 59 zmulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ Q ∈ ℤ
104 103 65 zmulcld ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x ∈ ℤ
105 moddvds ⊢ P ∈ ℕ ∧ − 1 R ⁢ R mod P ∈ ℤ ∧ − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x ∈ ℤ → − 1 R ⁢ R mod P mod P = − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x mod P ↔ P ∥ − 1 R ⁢ R mod P − − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x
106 101 102 104 105 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → − 1 R ⁢ R mod P mod P = − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x mod P ↔ P ∥ − 1 R ⁢ R mod P − − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x
107 99 106 mpbid ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P ∥ − 1 R ⁢ R mod P − − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x
108 69 nnnn0d ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P ∈ ℕ 0
109 7 9 zndvds ⊢ P ∈ ℕ 0 ∧ − 1 R ⁢ R mod P ∈ ℤ ∧ − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x ∈ ℤ → L ⁡ − 1 R ⁢ R mod P = L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x ↔ P ∥ − 1 R ⁢ R mod P − − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x
110 108 102 104 109 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ − 1 R ⁢ R mod P = L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x ↔ P ∥ − 1 R ⁢ R mod P − − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x
111 107 110 mpbird ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ − 1 R ⁢ R mod P = L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x
112 29 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ∈ ℤ ring RingHom Y
113 zringmulr ⊢ × = ⋅ ℤ ring
114 eqid ⊢ ⋅ Y = ⋅ Y
115 30 113 114 rhmmul ⊢ L ∈ ℤ ring RingHom Y ∧ − 1 R ⁢ Q ∈ ℤ ∧ 2 ⁢ x ∈ ℤ → L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x = L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y L ⁡ 2 ⁢ x
116 112 103 65 115 syl3anc ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⁢ 2 ⁢ x = L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y L ⁡ 2 ⁢ x
117 82 111 116 3eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2 = L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y L ⁡ 2 ⁢ x
118 117 mpteq2dva ⊢ φ → x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2 = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y L ⁡ 2 ⁢ x
119 32 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L : ℤ ⟶ Base Y
120 119 103 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ − 1 R ⁢ Q ∈ Base Y
121 119 65 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Base Y
122 eqidd ⊢ φ → x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q
123 eqidd ⊢ φ → x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x
124 25 120 121 122 123 offval2 ⊢ φ → x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y f x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y L ⁡ 2 ⁢ x
125 118 124 eqtr4d ⊢ φ → x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2 = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y f x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x
126 125 oveq2d ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ − 1 R ⁢ R mod P 2 = ∑ G x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y f x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x
127 46 55 126 3eqtrd ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x = ∑ G x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y f x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x
128 8 114 mgpplusg ⊢ ⋅ Y = + G
129 eqid ⊢ x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q
130 eqid ⊢ x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x = x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x
131 15 128 24 25 120 121 129 130 gsummptfidmadd2 ⊢ φ → ∑ G x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y f x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x = ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x
132 127 131 eqtrd ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x = ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x
133 132 oveq1d ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x / r ⁡ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x = ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x / r ⁡ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x
134 eqid ⊢ Unit ⁡ Y = Unit ⁡ Y
135 134 8 unitsubm ⊢ Y ∈ Ring → Unit ⁡ Y ∈ SubMnd ⁡ G
136 27 135 syl ⊢ φ → Unit ⁡ Y ∈ SubMnd ⁡ G
137 elfzle2 ⊢ x ∈ 1 … P − 1 2 → x ≤ P − 1 2
138 137 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → x ≤ P − 1 2
139 62 nnred ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → x ∈ ℝ
140 prmuz2 ⊢ P ∈ ℙ → P ∈ ℤ ≥ 2
141 uz2m1nn ⊢ P ∈ ℤ ≥ 2 → P − 1 ∈ ℕ
142 67 140 141 3syl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P − 1 ∈ ℕ
143 142 nnred ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P − 1 ∈ ℝ
144 2re ⊢ 2 ∈ ℝ
145 144 a1i ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ∈ ℝ
146 2pos ⊢ 0 < 2
147 146 a1i ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 0 < 2
148 lemuldiv2 ⊢ x ∈ ℝ ∧ P − 1 ∈ ℝ ∧ 2 ∈ ℝ ∧ 0 < 2 → 2 ⁢ x ≤ P − 1 ↔ x ≤ P − 1 2
149 139 143 145 147 148 syl112anc ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ x ≤ P − 1 ↔ x ≤ P − 1 2
150 138 149 mpbird ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ x ≤ P − 1
151 prmz ⊢ P ∈ ℙ → P ∈ ℤ
152 67 151 syl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P ∈ ℤ
153 peano2zm ⊢ P ∈ ℤ → P − 1 ∈ ℤ
154 152 153 syl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → P − 1 ∈ ℤ
155 fznn ⊢ P − 1 ∈ ℤ → 2 ⁢ x ∈ 1 … P − 1 ↔ 2 ⁢ x ∈ ℕ ∧ 2 ⁢ x ≤ P − 1
156 154 155 syl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ x ∈ 1 … P − 1 ↔ 2 ⁢ x ∈ ℕ ∧ 2 ⁢ x ≤ P − 1
157 64 150 156 mpbir2and ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → 2 ⁢ x ∈ 1 … P − 1
158 fzm1ndvds ⊢ P ∈ ℕ ∧ 2 ⁢ x ∈ 1 … P − 1 → ¬ P ∥ 2 ⁢ x
159 69 157 158 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → ¬ P ∥ 2 ⁢ x
160 eqid ⊢ 0 Y = 0 Y
161 7 9 160 zndvds0 ⊢ P ∈ ℕ 0 ∧ 2 ⁢ x ∈ ℤ → L ⁡ 2 ⁢ x = 0 Y ↔ P ∥ 2 ⁢ x
162 108 65 161 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ x = 0 Y ↔ P ∥ 2 ⁢ x
163 162 necon3abid ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ x ≠ 0 Y ↔ ¬ P ∥ 2 ⁢ x
164 159 163 mpbird ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ x ≠ 0 Y
165 20 simplbi ⊢ Y ∈ Field → Y ∈ DivRing
166 19 165 syl ⊢ φ → Y ∈ DivRing
167 166 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → Y ∈ DivRing
168 14 134 160 drngunit ⊢ Y ∈ DivRing → L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Unit ⁡ Y ↔ L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Base Y ∧ L ⁡ 2 ⁢ x ≠ 0 Y
169 167 168 syl ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Unit ⁡ Y ↔ L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Base Y ∧ L ⁡ 2 ⁢ x ≠ 0 Y
170 121 164 169 mpbir2and ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Unit ⁡ Y
171 170 fmpttd ⊢ φ → x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x : 1 … P − 1 2 ⟶ Unit ⁡ Y
172 fvexd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ 2 ⁢ x ∈ V
173 130 25 172 42 fsuppmptdm ⊢ φ → finSupp 0 G⁡ x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ 2 ⁢ x
174 16 24 25 136 171 173 gsumsubmcl ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Unit ⁡ Y
175 eqid ⊢ / r ⁡ Y = / r ⁡ Y
176 eqid ⊢ 1 Y = 1 Y
177 134 175 176 dvrid ⊢ Y ∈ Ring ∧ ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Unit ⁡ Y → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x / r ⁡ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x = 1 Y
178 27 174 177 syl2anc ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x / r ⁡ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x = 1 Y
179 120 fmpttd ⊢ φ → x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q : 1 … P − 1 2 ⟶ Base Y
180 fvexd ⊢ φ ∧ x ∈ 1 … P − 1 2 → L ⁡ − 1 R ⁢ Q ∈ V
181 129 25 180 42 fsuppmptdm ⊢ φ → finSupp 0 G⁡ x ∈ 1 … P − 1 2 ⟼ L ⁡ − 1 R ⁢ Q
182 15 16 24 25 179 181 gsumcl ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q ∈ Base Y
183 14 134 175 114 dvrcan3 ⊢ Y ∈ Ring ∧ ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q ∈ Base Y ∧ ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x ∈ Unit ⁡ Y → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x / r ⁡ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x = ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q
184 27 182 174 183 syl3anc ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q ⋅ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x / r ⁡ Y ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ 2 ⁢ x = ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q
185 133 178 184 3eqtr3rd ⊢ φ → ∑ G x = 1 P − 1 2 L ⁡ − 1 R ⁢ Q = 1 Y