Metamath Proof Explorer


Theorem lgsqrlem2

Description: Lemma for lgsqr . (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses lgsqr.y Y=/P
lgsqr.s S=Poly1Y
lgsqr.b B=BaseS
lgsqr.d D=deg1Y
lgsqr.o O=eval1Y
lgsqr.e ×˙=mulGrpS
lgsqr.x X=var1Y
lgsqr.m -˙=-S
lgsqr.u 1˙=1S
lgsqr.t T=P12×˙X-˙1˙
lgsqr.l L=ℤRHomY
lgsqr.1 φP2
lgsqr.g G=y1P12Ly2
Assertion lgsqrlem2 φG:1P121-1OT-10Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lgsqr.y Y=/P
2 lgsqr.s S=Poly1Y
3 lgsqr.b B=BaseS
4 lgsqr.d D=deg1Y
5 lgsqr.o O=eval1Y
6 lgsqr.e ×˙=mulGrpS
7 lgsqr.x X=var1Y
8 lgsqr.m -˙=-S
9 lgsqr.u 1˙=1S
10 lgsqr.t T=P12×˙X-˙1˙
11 lgsqr.l L=ℤRHomY
12 lgsqr.1 φP2
13 lgsqr.g G=y1P12Ly2
14 12 eldifad φP
15 1 znfld PYField
16 14 15 syl φYField
17 fldidom YFieldYIDomn
18 16 17 syl φYIDomn
19 isidom YIDomnYCRingYDomn
20 19 simplbi YIDomnYCRing
21 18 20 syl φYCRing
22 crngring YCRingYRing
23 21 22 syl φYRing
24 11 zrhrhm YRingLringRingHomY
25 23 24 syl φLringRingHomY
26 zringbas =Basering
27 eqid BaseY=BaseY
28 26 27 rhmf LringRingHomYL:BaseY
29 25 28 syl φL:BaseY
30 29 adantr φy1P12L:BaseY
31 elfzelz y1P12y
32 31 adantl φy1P12y
33 zsqcl yy2
34 32 33 syl φy1P12y2
35 30 34 ffvelcdmd φy1P12Ly2BaseY
36 12 adantr φy1P12P2
37 elfznn y1P12y
38 37 adantl φy1P12y
39 38 nncnd φy1P12y
40 oddprm P2P12
41 12 40 syl φP12
42 41 nnnn0d φP120
43 42 adantr φy1P12P120
44 2nn0 20
45 44 a1i φy1P1220
46 39 43 45 expmuld φy1P12y2P12=y2P12
47 prmnn PP
48 14 47 syl φP
49 48 nnred φP
50 peano2rem PP1
51 49 50 syl φP1
52 51 recnd φP1
53 2cnd φ2
54 2ne0 20
55 54 a1i φ20
56 52 53 55 divcan2d φ2P12=P1
57 phiprm PϕP=P1
58 14 57 syl φϕP=P1
59 56 58 eqtr4d φ2P12=ϕP
60 59 adantr φy1P122P12=ϕP
61 60 oveq2d φy1P12y2P12=yϕP
62 46 61 eqtr3d φy1P12y2P12=yϕP
63 62 oveq1d φy1P12y2P12modP=yϕPmodP
64 14 adantr φy1P12P
65 64 47 syl φy1P12P
66 48 nnzd φP
67 66 adantr φy1P12P
68 32 67 gcdcomd φy1P12ygcdP=Pgcdy
69 38 nnred φy1P12y
70 51 rehalfcld φP12
71 70 adantr φy1P12P12
72 49 adantr φy1P12P
73 elfzle2 y1P12yP12
74 73 adantl φy1P12yP12
75 prmuz2 PP2
76 14 75 syl φP2
77 uz2m1nn P2P1
78 76 77 syl φP1
79 78 nnrpd φP1+
80 rphalflt P1+P12<P1
81 79 80 syl φP12<P1
82 49 ltm1d φP1<P
83 70 51 49 81 82 lttrd φP12<P
84 83 adantr φy1P12P12<P
85 69 71 72 74 84 lelttrd φy1P12y<P
86 69 72 ltnled φy1P12y<P¬Py
87 85 86 mpbid φy1P12¬Py
88 dvdsle PyPyPy
89 67 38 88 syl2anc φy1P12PyPy
90 87 89 mtod φy1P12¬Py
91 coprm Py¬PyPgcdy=1
92 64 32 91 syl2anc φy1P12¬PyPgcdy=1
93 90 92 mpbid φy1P12Pgcdy=1
94 68 93 eqtrd φy1P12ygcdP=1
95 eulerth PyygcdP=1yϕPmodP=1modP
96 65 32 94 95 syl3anc φy1P12yϕPmodP=1modP
97 63 96 eqtrd φy1P12y2P12modP=1modP
98 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 36 34 97 lgsqrlem1 φy1P12OTLy2=0Y
99 eqid Y𝑠BaseY=Y𝑠BaseY
100 eqid BaseY𝑠BaseY=BaseY𝑠BaseY
101 fvexd φBaseYV
102 5 2 99 27 evl1rhm YCRingOSRingHomY𝑠BaseY
103 21 102 syl φOSRingHomY𝑠BaseY
104 3 100 rhmf OSRingHomY𝑠BaseYO:BBaseY𝑠BaseY
105 103 104 syl φO:BBaseY𝑠BaseY
106 2 ply1ring YRingSRing
107 23 106 syl φSRing
108 ringgrp SRingSGrp
109 107 108 syl φSGrp
110 eqid mulGrpS=mulGrpS
111 110 3 mgpbas B=BasemulGrpS
112 110 ringmgp SRingmulGrpSMnd
113 107 112 syl φmulGrpSMnd
114 7 2 3 vr1cl YRingXB
115 23 114 syl φXB
116 111 6 113 42 115 mulgnn0cld φP12×˙XB
117 3 9 ringidcl SRing1˙B
118 107 117 syl φ1˙B
119 3 8 grpsubcl SGrpP12×˙XB1˙BP12×˙X-˙1˙B
120 109 116 118 119 syl3anc φP12×˙X-˙1˙B
121 10 120 eqeltrid φTB
122 105 121 ffvelcdmd φOTBaseY𝑠BaseY
123 99 27 100 16 101 122 pwselbas φOT:BaseYBaseY
124 123 ffnd φOTFnBaseY
125 124 adantr φy1P12OTFnBaseY
126 fniniseg OTFnBaseYLy2OT-10YLy2BaseYOTLy2=0Y
127 125 126 syl φy1P12Ly2OT-10YLy2BaseYOTLy2=0Y
128 35 98 127 mpbir2and φy1P12Ly2OT-10Y
129 128 13 fmptd φG:1P12OT-10Y
130 fvoveq1 y=xLy2=Lx2
131 fvex Lx2V
132 130 13 131 fvmpt x1P12Gx=Lx2
133 132 ad2antrl φx1P12z1P12Gx=Lx2
134 fvoveq1 y=zLy2=Lz2
135 fvex Lz2V
136 134 13 135 fvmpt z1P12Gz=Lz2
137 136 ad2antll φx1P12z1P12Gz=Lz2
138 133 137 eqeq12d φx1P12z1P12Gx=GzLx2=Lz2
139 48 nnnn0d φP0
140 139 adantr φx1P12z1P12P0
141 elfzelz x1P12x
142 141 ad2antrl φx1P12z1P12x
143 zsqcl xx2
144 142 143 syl φx1P12z1P12x2
145 elfzelz z1P12z
146 145 ad2antll φx1P12z1P12z
147 zsqcl zz2
148 146 147 syl φx1P12z1P12z2
149 1 11 zndvds P0x2z2Lx2=Lz2Px2z2
150 140 144 148 149 syl3anc φx1P12z1P12Lx2=Lz2Px2z2
151 elfznn x1P12x
152 151 ad2antrl φx1P12z1P12x
153 152 nncnd φx1P12z1P12x
154 elfznn z1P12z
155 154 ad2antll φx1P12z1P12z
156 155 nncnd φx1P12z1P12z
157 subsq xzx2z2=x+zxz
158 153 156 157 syl2anc φx1P12z1P12x2z2=x+zxz
159 158 breq2d φx1P12z1P12Px2z2Px+zxz
160 138 150 159 3bitrd φx1P12z1P12Gx=GzPx+zxz
161 14 adantr φx1P12z1P12P
162 142 146 zaddcld φx1P12z1P12x+z
163 142 146 zsubcld φx1P12z1P12xz
164 euclemma Px+zxzPx+zxzPx+zPxz
165 161 162 163 164 syl3anc φx1P12z1P12Px+zxzPx+zPxz
166 161 47 syl φx1P12z1P12P
167 166 nnzd φx1P12z1P12P
168 152 155 nnaddcld φx1P12z1P12x+z
169 dvdsle Px+zPx+zPx+z
170 167 168 169 syl2anc φx1P12z1P12Px+zPx+z
171 168 nnred φx1P12z1P12x+z
172 166 nnred φx1P12z1P12P
173 172 50 syl φx1P12z1P12P1
174 152 nnred φx1P12z1P12x
175 155 nnred φx1P12z1P12z
176 70 adantr φx1P12z1P12P12
177 elfzle2 x1P12xP12
178 177 ad2antrl φx1P12z1P12xP12
179 elfzle2 z1P12zP12
180 179 ad2antll φx1P12z1P12zP12
181 174 175 176 176 178 180 le2addd φx1P12z1P12x+zP12+P12
182 52 adantr φx1P12z1P12P1
183 182 2halvesd φx1P12z1P12P12+P12=P1
184 181 183 breqtrd φx1P12z1P12x+zP1
185 172 ltm1d φx1P12z1P12P1<P
186 171 173 172 184 185 lelttrd φx1P12z1P12x+z<P
187 171 172 ltnled φx1P12z1P12x+z<P¬Px+z
188 186 187 mpbid φx1P12z1P12¬Px+z
189 188 pm2.21d φx1P12z1P12Px+zx=z
190 170 189 syld φx1P12z1P12Px+zx=z
191 moddvds PxzxmodP=zmodPPxz
192 166 142 146 191 syl3anc φx1P12z1P12xmodP=zmodPPxz
193 166 nnrpd φx1P12z1P12P+
194 152 nnnn0d φx1P12z1P12x0
195 194 nn0ge0d φx1P12z1P120x
196 83 adantr φx1P12z1P12P12<P
197 174 176 172 178 196 lelttrd φx1P12z1P12x<P
198 modid xP+0xx<PxmodP=x
199 174 193 195 197 198 syl22anc φx1P12z1P12xmodP=x
200 155 nnnn0d φx1P12z1P12z0
201 200 nn0ge0d φx1P12z1P120z
202 175 176 172 180 196 lelttrd φx1P12z1P12z<P
203 modid zP+0zz<PzmodP=z
204 175 193 201 202 203 syl22anc φx1P12z1P12zmodP=z
205 199 204 eqeq12d φx1P12z1P12xmodP=zmodPx=z
206 192 205 bitr3d φx1P12z1P12Pxzx=z
207 206 biimpd φx1P12z1P12Pxzx=z
208 190 207 jaod φx1P12z1P12Px+zPxzx=z
209 165 208 sylbid φx1P12z1P12Px+zxzx=z
210 160 209 sylbid φx1P12z1P12Gx=Gzx=z
211 210 ralrimivva φx1P12z1P12Gx=Gzx=z
212 dff13 G:1P121-1OT-10YG:1P12OT-10Yx1P12z1P12Gx=Gzx=z
213 129 211 212 sylanbrc φG:1P121-1OT-10Y