Metamath Proof Explorer


Theorem dchrplusg

Description: Group operation on the group of Dirichlet characters. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Apr-2016)

Ref Expression
Hypotheses dchrmhm.g โŠข ๐บ = ( DChr โ€˜ ๐‘ )
dchrmhm.z โŠข ๐‘ = ( โ„ค/nโ„ค โ€˜ ๐‘ )
dchrmhm.b โŠข ๐ท = ( Base โ€˜ ๐บ )
dchrmul.t โŠข ยท = ( +g โ€˜ ๐บ )
dchrplusg.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
Assertion dchrplusg ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dchrmhm.g โŠข ๐บ = ( DChr โ€˜ ๐‘ )
2 dchrmhm.z โŠข ๐‘ = ( โ„ค/nโ„ค โ€˜ ๐‘ )
3 dchrmhm.b โŠข ๐ท = ( Base โ€˜ ๐บ )
4 dchrmul.t โŠข ยท = ( +g โ€˜ ๐บ )
5 dchrplusg.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ โ„• )
6 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘ ) = ( Base โ€˜ ๐‘ )
7 eqid โŠข ( Unit โ€˜ ๐‘ ) = ( Unit โ€˜ ๐‘ )
8 1 2 6 7 5 3 dchrbas โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท = { ๐‘ฅ โˆˆ ( ( mulGrp โ€˜ ๐‘ ) MndHom ( mulGrp โ€˜ โ„‚fld ) ) โˆฃ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘ ) โˆ– ( Unit โ€˜ ๐‘ ) ) ร— { 0 } ) โŠ† ๐‘ฅ } )
9 1 2 6 7 5 8 dchrval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) โŸฉ } )
10 9 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( +g โ€˜ ๐บ ) = ( +g โ€˜ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) โŸฉ } ) )
11 3 fvexi โŠข ๐ท โˆˆ V
12 11 11 xpex โŠข ( ๐ท ร— ๐ท ) โˆˆ V
13 ofexg โŠข ( ( ๐ท ร— ๐ท ) โˆˆ V โ†’ ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) โˆˆ V )
14 eqid โŠข { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) โŸฉ } = { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) โŸฉ }
15 14 grpplusg โŠข ( ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) โˆˆ V โ†’ ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) = ( +g โ€˜ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) โŸฉ } ) )
16 12 13 15 mp2b โŠข ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) = ( +g โ€˜ { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) โŸฉ } )
17 10 4 16 3eqtr4g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ยท = ( โˆ˜f ยท โ†พ ( ๐ท ร— ๐ท ) ) )