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Theorem plydiveu

Description: Lemma for plydivalg . (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jul-2014)

Ref Expression
Hypotheses plydiv.pl φxSySx+yS
plydiv.tm φxSySxyS
plydiv.rc φxSx01xS
plydiv.m1 φ1S
plydiv.f φFPolyS
plydiv.g φGPolyS
plydiv.z φG0𝑝
plydiv.r R=FfG×fq
plydiveu.q φqPolyS
plydiveu.qd φR=0𝑝degR<degG
plydiveu.t T=FfG×fp
plydiveu.p φpPolyS
plydiveu.pd φT=0𝑝degT<degG
Assertion plydiveu φp=q

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 plydiv.pl φxSySx+yS
2 plydiv.tm φxSySxyS
3 plydiv.rc φxSx01xS
4 plydiv.m1 φ1S
5 plydiv.f φFPolyS
6 plydiv.g φGPolyS
7 plydiv.z φG0𝑝
8 plydiv.r R=FfG×fq
9 plydiveu.q φqPolyS
10 plydiveu.qd φR=0𝑝degR<degG
11 plydiveu.t T=FfG×fp
12 plydiveu.p φpPolyS
13 plydiveu.pd φT=0𝑝degT<degG
14 idd φpfq=0𝑝pfq=0𝑝
15 1 2 3 4 5 6 7 8 plydivlem2 φqPolySRPolyS
16 9 15 mpdan φRPolyS
17 1 2 3 4 5 6 7 11 plydivlem2 φpPolySTPolyS
18 12 17 mpdan φTPolyS
19 16 18 1 2 4 plysub φRfTPolyS
20 dgrcl RfTPolySdegRfT0
21 19 20 syl φdegRfT0
22 21 nn0red φdegRfT
23 dgrcl TPolySdegT0
24 18 23 syl φdegT0
25 24 nn0red φdegT
26 dgrcl RPolySdegR0
27 16 26 syl φdegR0
28 27 nn0red φdegR
29 25 28 ifcld φifdegRdegTdegTdegR
30 dgrcl GPolySdegG0
31 6 30 syl φdegG0
32 31 nn0red φdegG
33 eqid degR=degR
34 eqid degT=degT
35 33 34 dgrsub RPolySTPolySdegRfTifdegRdegTdegTdegR
36 16 18 35 syl2anc φdegRfTifdegRdegTdegTdegR
37 eqid coeffT=coeffT
38 34 37 dgrlt TPolySdegG0T=0𝑝degT<degGdegTdegGcoeffTdegG=0
39 18 31 38 syl2anc φT=0𝑝degT<degGdegTdegGcoeffTdegG=0
40 13 39 mpbid φdegTdegGcoeffTdegG=0
41 40 simpld φdegTdegG
42 eqid coeffR=coeffR
43 33 42 dgrlt RPolySdegG0R=0𝑝degR<degGdegRdegGcoeffRdegG=0
44 16 31 43 syl2anc φR=0𝑝degR<degGdegRdegGcoeffRdegG=0
45 10 44 mpbid φdegRdegGcoeffRdegG=0
46 45 simpld φdegRdegG
47 breq1 degT=ifdegRdegTdegTdegRdegTdegGifdegRdegTdegTdegRdegG
48 breq1 degR=ifdegRdegTdegTdegRdegRdegGifdegRdegTdegTdegRdegG
49 47 48 ifboth degTdegGdegRdegGifdegRdegTdegTdegRdegG
50 41 46 49 syl2anc φifdegRdegTdegTdegRdegG
51 22 29 32 36 50 letrd φdegRfTdegG
52 51 adantr φpfq0𝑝degRfTdegG
53 12 9 1 2 4 plysub φpfqPolyS
54 dgrcl pfqPolySdegpfq0
55 53 54 syl φdegpfq0
56 nn0addge1 degGdegpfq0degGdegG+degpfq
57 32 55 56 syl2anc φdegGdegG+degpfq
58 57 adantr φpfq0𝑝degGdegG+degpfq
59 plyf FPolySF:
60 5 59 syl φF:
61 60 ffvelcdmda φzFz
62 6 9 1 2 plymul φG×fqPolyS
63 plyf G×fqPolySG×fq:
64 62 63 syl φG×fq:
65 64 ffvelcdmda φzG×fqz
66 6 12 1 2 plymul φG×fpPolyS
67 plyf G×fpPolySG×fp:
68 66 67 syl φG×fp:
69 68 ffvelcdmda φzG×fpz
70 61 65 69 nnncan1d φzFz-G×fqz-FzG×fpz=G×fpzG×fqz
71 70 mpteq2dva φzFz-G×fqz-FzG×fpz=zG×fpzG×fqz
72 cnex V
73 72 a1i φV
74 61 65 subcld φzFzG×fqz
75 61 69 subcld φzFzG×fpz
76 60 feqmptd φF=zFz
77 64 feqmptd φG×fq=zG×fqz
78 73 61 65 76 77 offval2 φFfG×fq=zFzG×fqz
79 8 78 eqtrid φR=zFzG×fqz
80 68 feqmptd φG×fp=zG×fpz
81 73 61 69 76 80 offval2 φFfG×fp=zFzG×fpz
82 11 81 eqtrid φT=zFzG×fpz
83 73 74 75 79 82 offval2 φRfT=zFz-G×fqz-FzG×fpz
84 73 69 65 80 77 offval2 φG×fpfG×fq=zG×fpzG×fqz
85 71 83 84 3eqtr4d φRfT=G×fpfG×fq
86 plyf GPolySG:
87 6 86 syl φG:
88 plyf pPolySp:
89 12 88 syl φp:
90 plyf qPolySq:
91 9 90 syl φq:
92 subdi xyzxyz=xyxz
93 92 adantl φxyzxyz=xyxz
94 73 87 89 91 93 caofdi φG×fpfq=G×fpfG×fq
95 85 94 eqtr4d φRfT=G×fpfq
96 95 fveq2d φdegRfT=degG×fpfq
97 96 adantr φpfq0𝑝degRfT=degG×fpfq
98 6 adantr φpfq0𝑝GPolyS
99 7 adantr φpfq0𝑝G0𝑝
100 53 adantr φpfq0𝑝pfqPolyS
101 simpr φpfq0𝑝pfq0𝑝
102 eqid degG=degG
103 eqid degpfq=degpfq
104 102 103 dgrmul GPolySG0𝑝pfqPolySpfq0𝑝degG×fpfq=degG+degpfq
105 98 99 100 101 104 syl22anc φpfq0𝑝degG×fpfq=degG+degpfq
106 97 105 eqtrd φpfq0𝑝degRfT=degG+degpfq
107 58 106 breqtrrd φpfq0𝑝degGdegRfT
108 22 32 letri3d φdegRfT=degGdegRfTdegGdegGdegRfT
109 108 adantr φpfq0𝑝degRfT=degGdegRfTdegGdegGdegRfT
110 52 107 109 mpbir2and φpfq0𝑝degRfT=degG
111 110 fveq2d φpfq0𝑝coeffRfTdegRfT=coeffRfTdegG
112 42 37 coesub RPolySTPolyScoeffRfT=coeffRfcoeffT
113 16 18 112 syl2anc φcoeffRfT=coeffRfcoeffT
114 113 fveq1d φcoeffRfTdegG=coeffRfcoeffTdegG
115 42 coef3 RPolyScoeffR:0
116 ffn coeffR:0coeffRFn0
117 16 115 116 3syl φcoeffRFn0
118 37 coef3 TPolyScoeffT:0
119 ffn coeffT:0coeffTFn0
120 18 118 119 3syl φcoeffTFn0
121 nn0ex 0V
122 121 a1i φ0V
123 inidm 00=0
124 45 simprd φcoeffRdegG=0
125 124 adantr φdegG0coeffRdegG=0
126 40 simprd φcoeffTdegG=0
127 126 adantr φdegG0coeffTdegG=0
128 117 120 122 122 123 125 127 ofval φdegG0coeffRfcoeffTdegG=00
129 31 128 mpdan φcoeffRfcoeffTdegG=00
130 114 129 eqtrd φcoeffRfTdegG=00
131 0m0e0 00=0
132 130 131 eqtrdi φcoeffRfTdegG=0
133 132 adantr φpfq0𝑝coeffRfTdegG=0
134 111 133 eqtrd φpfq0𝑝coeffRfTdegRfT=0
135 eqid degRfT=degRfT
136 eqid coeffRfT=coeffRfT
137 135 136 dgreq0 RfTPolySRfT=0𝑝coeffRfTdegRfT=0
138 19 137 syl φRfT=0𝑝coeffRfTdegRfT=0
139 138 biimpar φcoeffRfTdegRfT=0RfT=0𝑝
140 134 139 syldan φpfq0𝑝RfT=0𝑝
141 140 ex φpfq0𝑝RfT=0𝑝
142 plymul0or GPolySpfqPolySG×fpfq=0𝑝G=0𝑝pfq=0𝑝
143 6 53 142 syl2anc φG×fpfq=0𝑝G=0𝑝pfq=0𝑝
144 95 eqeq1d φRfT=0𝑝G×fpfq=0𝑝
145 7 neneqd φ¬G=0𝑝
146 biorf ¬G=0𝑝pfq=0𝑝G=0𝑝pfq=0𝑝
147 145 146 syl φpfq=0𝑝G=0𝑝pfq=0𝑝
148 143 144 147 3bitr4d φRfT=0𝑝pfq=0𝑝
149 141 148 sylibd φpfq0𝑝pfq=0𝑝
150 14 149 pm2.61dne φpfq=0𝑝
151 df-0p 0𝑝=×0
152 150 151 eqtrdi φpfq=×0
153 ofsubeq0 Vp:q:pfq=×0p=q
154 72 89 91 153 mp3an2i φpfq=×0p=q
155 152 154 mpbid φp=q