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Theorem dfufd2lem

Description: Lemma for dfufd2 . (Contributed by Thierry Arnoux, 6-Jun-2025)

Ref Expression
Hypotheses dfufd2.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑅 )
dfufd2.0 0 = ( 0g𝑅 )
dfufd2.u 𝑈 = ( Unit ‘ 𝑅 )
dfufd2.p 𝑃 = ( RPrime ‘ 𝑅 )
dfufd2.m 𝑀 = ( mulGrp ‘ 𝑅 )
dfufd2lem.1 ( 𝜑𝑅 ∈ IDomn )
dfufd2lem.2 ( 𝜑𝐼 ∈ ( PrmIdeal ‘ 𝑅 ) )
dfufd2lem.3 ( 𝜑𝐹 ∈ Word 𝑃 )
dfufd2lem.4 ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ∈ 𝐼 )
dfufd2lem.5 ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ≠ 0 )
Assertion dfufd2lem ( 𝜑 → ( 𝐼𝑃 ) ≠ ∅ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dfufd2.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑅 )
2 dfufd2.0 0 = ( 0g𝑅 )
3 dfufd2.u 𝑈 = ( Unit ‘ 𝑅 )
4 dfufd2.p 𝑃 = ( RPrime ‘ 𝑅 )
5 dfufd2.m 𝑀 = ( mulGrp ‘ 𝑅 )
6 dfufd2lem.1 ( 𝜑𝑅 ∈ IDomn )
7 dfufd2lem.2 ( 𝜑𝐼 ∈ ( PrmIdeal ‘ 𝑅 ) )
8 dfufd2lem.3 ( 𝜑𝐹 ∈ Word 𝑃 )
9 dfufd2lem.4 ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ∈ 𝐼 )
10 dfufd2lem.5 ( 𝜑 → ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ≠ 0 )
11 simpr ( ( ( 𝜑𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ) ∧ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 )
12 eqidd ( ( ( 𝜑𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ) ∧ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ( ♯ ‘ 𝐹 ) = ( ♯ ‘ 𝐹 ) )
13 8 ad2antrr ( ( ( 𝜑𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ) ∧ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → 𝐹 ∈ Word 𝑃 )
14 12 13 wrdfd ( ( ( 𝜑𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ) ∧ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → 𝐹 : ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ⟶ 𝑃 )
15 simplr ( ( ( 𝜑𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ) ∧ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) )
16 14 15 ffvelcdmd ( ( ( 𝜑𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ) ∧ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝑃 )
17 inelcm ( ( ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝑃 ) → ( 𝐼𝑃 ) ≠ ∅ )
18 11 16 17 syl2anc ( ( ( 𝜑𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ) ∧ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ( 𝐼𝑃 ) ≠ ∅ )
19 id ( 𝜑𝜑 )
20 oveq2 ( 𝑔 = ∅ → ( 𝑀 Σg 𝑔 ) = ( 𝑀 Σg ∅ ) )
21 20 eleq1d ( 𝑔 = ∅ → ( ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ↔ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) )
22 20 neeq1d ( 𝑔 = ∅ → ( ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ↔ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) )
23 21 22 3anbi23d ( 𝑔 = ∅ → ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ) ↔ ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) ) )
24 fveq2 ( 𝑔 = ∅ → ( ♯ ‘ 𝑔 ) = ( ♯ ‘ ∅ ) )
25 24 oveq2d ( 𝑔 = ∅ → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) = ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ∅ ) ) )
26 fveq1 ( 𝑔 = ∅ → ( 𝑔𝑖 ) = ( ∅ ‘ 𝑖 ) )
27 26 eleq1d ( 𝑔 = ∅ → ( ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ( ∅ ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
28 25 27 rexeqbidv ( 𝑔 = ∅ → ( ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ∅ ) ) ( ∅ ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
29 23 28 imbi12d ( 𝑔 = ∅ → ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ↔ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ∅ ) ) ( ∅ ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) )
30 oveq2 ( 𝑔 = 𝑓 → ( 𝑀 Σg 𝑔 ) = ( 𝑀 Σg 𝑓 ) )
31 30 eleq1d ( 𝑔 = 𝑓 → ( ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ↔ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) )
32 30 neeq1d ( 𝑔 = 𝑓 → ( ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ↔ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) )
33 31 32 3anbi23d ( 𝑔 = 𝑓 → ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ) ↔ ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) ) )
34 fveq2 ( 𝑔 = 𝑓 → ( ♯ ‘ 𝑔 ) = ( ♯ ‘ 𝑓 ) )
35 34 oveq2d ( 𝑔 = 𝑓 → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) = ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) )
36 fveq1 ( 𝑔 = 𝑓 → ( 𝑔𝑖 ) = ( 𝑓𝑖 ) )
37 36 eleq1d ( 𝑔 = 𝑓 → ( ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
38 35 37 rexeqbidv ( 𝑔 = 𝑓 → ( ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
39 33 38 imbi12d ( 𝑔 = 𝑓 → ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ↔ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) )
40 oveq2 ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( 𝑀 Σg 𝑔 ) = ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) )
41 40 eleq1d ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ↔ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) )
42 40 neeq1d ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ↔ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) )
43 41 42 3anbi23d ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ) ↔ ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ) )
44 fveq2 ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( ♯ ‘ 𝑔 ) = ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) )
45 44 oveq2d ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) = ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) )
46 fveq1 ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( 𝑔𝑖 ) = ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) )
47 46 eleq1d ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
48 45 47 rexeqbidv ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
49 43 48 imbi12d ( 𝑔 = ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) → ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ↔ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) )
50 oveq2 ( 𝑔 = 𝐹 → ( 𝑀 Σg 𝑔 ) = ( 𝑀 Σg 𝐹 ) )
51 50 eleq1d ( 𝑔 = 𝐹 → ( ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ↔ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ∈ 𝐼 ) )
52 50 neeq1d ( 𝑔 = 𝐹 → ( ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ↔ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ≠ 0 ) )
53 51 52 3anbi23d ( 𝑔 = 𝐹 → ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ) ↔ ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ≠ 0 ) ) )
54 fveq2 ( 𝑔 = 𝐹 → ( ♯ ‘ 𝑔 ) = ( ♯ ‘ 𝐹 ) )
55 54 oveq2d ( 𝑔 = 𝐹 → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) = ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) )
56 fveq1 ( 𝑔 = 𝐹 → ( 𝑔𝑖 ) = ( 𝐹𝑖 ) )
57 56 eleq1d ( 𝑔 = 𝐹 → ( ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
58 55 57 rexeqbidv ( 𝑔 = 𝐹 → ( ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
59 53 58 imbi12d ( 𝑔 = 𝐹 → ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑔 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑔 ) ) ( 𝑔𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ↔ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) )
60 6 idomringd ( 𝜑𝑅 ∈ Ring )
61 eqid ( 1r𝑅 ) = ( 1r𝑅 )
62 3 61 1unit ( 𝑅 ∈ Ring → ( 1r𝑅 ) ∈ 𝑈 )
63 60 62 syl ( 𝜑 → ( 1r𝑅 ) ∈ 𝑈 )
64 63 ad2antrr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → ( 1r𝑅 ) ∈ 𝑈 )
65 5 61 ringidval ( 1r𝑅 ) = ( 0g𝑀 )
66 65 gsum0 ( 𝑀 Σg ∅ ) = ( 1r𝑅 )
67 simplr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 )
68 66 67 eqeltrrid ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → ( 1r𝑅 ) ∈ 𝐼 )
69 60 ad2antrr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → 𝑅 ∈ Ring )
70 7 ad2antrr ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → 𝐼 ∈ ( PrmIdeal ‘ 𝑅 ) )
71 prmidlidl ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ ( PrmIdeal ‘ 𝑅 ) ) → 𝐼 ∈ ( LIdeal ‘ 𝑅 ) )
72 69 70 71 syl2anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → 𝐼 ∈ ( LIdeal ‘ 𝑅 ) )
73 1 3 64 68 69 72 lidlunitel ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → 𝐼 = 𝐵 )
74 eqid ( .r𝑅 ) = ( .r𝑅 )
75 1 74 prmidlnr ( ( 𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ ( PrmIdeal ‘ 𝑅 ) ) → 𝐼𝐵 )
76 69 70 75 syl2anc ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → 𝐼𝐵 )
77 73 76 pm2.21ddne ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ∅ ) ) ( ∅ ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
78 77 3impa ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg ∅ ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ∅ ) ) ( ∅ ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
79 simpllr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → 𝜑 )
80 simp-4r ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 )
81 6 idomdomd ( 𝜑𝑅 ∈ Domn )
82 81 ad3antlr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → 𝑅 ∈ Domn )
83 6 adantr ( ( 𝜑𝑝𝑃 ) → 𝑅 ∈ IDomn )
84 simpr ( ( 𝜑𝑝𝑃 ) → 𝑝𝑃 )
85 1 4 83 84 rprmcl ( ( 𝜑𝑝𝑃 ) → 𝑝𝐵 )
86 4 2 83 84 rprmnz ( ( 𝜑𝑝𝑃 ) → 𝑝0 )
87 85 86 eldifsnd ( ( 𝜑𝑝𝑃 ) → 𝑝 ∈ ( 𝐵 ∖ { 0 } ) )
88 87 ex ( 𝜑 → ( 𝑝𝑃𝑝 ∈ ( 𝐵 ∖ { 0 } ) ) )
89 88 ssrdv ( 𝜑𝑃 ⊆ ( 𝐵 ∖ { 0 } ) )
90 sswrd ( 𝑃 ⊆ ( 𝐵 ∖ { 0 } ) → Word 𝑃 ⊆ Word ( 𝐵 ∖ { 0 } ) )
91 89 90 syl ( 𝜑 → Word 𝑃 ⊆ Word ( 𝐵 ∖ { 0 } ) )
92 91 ad3antlr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → Word 𝑃 ⊆ Word ( 𝐵 ∖ { 0 } ) )
93 simpll ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝜑 ) → 𝑓 ∈ Word 𝑃 )
94 93 ad5ant13 ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → 𝑓 ∈ Word 𝑃 )
95 92 94 sseldd ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → 𝑓 ∈ Word ( 𝐵 ∖ { 0 } ) )
96 1 5 2 82 95 domnprodn0 ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 )
97 79 80 96 3jca ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) )
98 lencl ( 𝑓 ∈ Word 𝑃 → ( ♯ ‘ 𝑓 ) ∈ ℕ0 )
99 fzossfzop1 ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) ∈ ℕ0 → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ⊆ ( 0 ..^ ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) ) )
100 94 98 99 3syl ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ⊆ ( 0 ..^ ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) ) )
101 ccatws1len ( 𝑓 ∈ Word 𝑃 → ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) = ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) )
102 94 101 syl ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) = ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) )
103 102 oveq2d ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) = ( 0 ..^ ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) ) )
104 100 103 sseqtrrd ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ⊆ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) )
105 94 ad2antrr ( ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ) ∧ ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → 𝑓 ∈ Word 𝑃 )
106 simplr ( ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ) ∧ ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) )
107 ccats1val1 ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ) → ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) = ( 𝑓𝑖 ) )
108 105 106 107 syl2anc ( ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ) ∧ ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) = ( 𝑓𝑖 ) )
109 simpr ( ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ) ∧ ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 )
110 108 109 eqeltrd ( ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ) ∧ ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
111 110 ex ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ) → ( ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 → ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
112 111 reximdva ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
113 ssrexv ( ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ⊆ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) → ( ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
114 104 112 113 sylsyld ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
115 97 114 embantd ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
116 115 imp ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
117 116 an62ds ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
118 fveq2 ( 𝑖 = ( ♯ ‘ 𝑓 ) → ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) = ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) )
119 118 eleq1d ( 𝑖 = ( ♯ ‘ 𝑓 ) → ( ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ↔ ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ∈ 𝐼 ) )
120 98 ad5antr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ♯ ‘ 𝑓 ) ∈ ℕ0 )
121 fzonn0p1 ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) ∈ ℕ0 → ( ♯ ‘ 𝑓 ) ∈ ( 0 ..^ ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) ) )
122 120 121 syl ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ♯ ‘ 𝑓 ) ∈ ( 0 ..^ ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) ) )
123 101 ad5antr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) = ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) )
124 123 oveq2d ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) = ( 0 ..^ ( ( ♯ ‘ 𝑓 ) + 1 ) ) )
125 122 124 eleqtrrd ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ♯ ‘ 𝑓 ) ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) )
126 ccatws1ls ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) → ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) = 𝑝 )
127 126 ad4antr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) = 𝑝 )
128 simp-4r ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → 𝑝𝐼 )
129 127 128 eqeltrd ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ∈ 𝐼 )
130 119 125 129 rspcedvdw ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
131 130 adantr ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝑝𝐼 ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
132 131 an62ds ( ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) ∧ 𝑝𝐼 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
133 6 idomcringd ( 𝜑𝑅 ∈ CRing )
134 133 ad3antlr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → 𝑅 ∈ CRing )
135 7 ad3antlr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → 𝐼 ∈ ( PrmIdeal ‘ 𝑅 ) )
136 5 1 mgpbas 𝐵 = ( Base ‘ 𝑀 )
137 5 crngmgp ( 𝑅 ∈ CRing → 𝑀 ∈ CMnd )
138 133 137 syl ( 𝜑𝑀 ∈ CMnd )
139 138 adantl ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → 𝑀 ∈ CMnd )
140 ovexd ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ∈ V )
141 eqidd ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → ( ♯ ‘ 𝑓 ) = ( ♯ ‘ 𝑓 ) )
142 simplll ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → 𝑓 ∈ Word 𝑃 )
143 141 142 wrdfd ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → 𝑓 : ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ⟶ 𝑃 )
144 85 ex ( 𝜑 → ( 𝑝𝑃𝑝𝐵 ) )
145 144 ssrdv ( 𝜑𝑃𝐵 )
146 145 adantl ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → 𝑃𝐵 )
147 143 146 fssd ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → 𝑓 : ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ⟶ 𝐵 )
148 fvexd ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → ( 1r𝑅 ) ∈ V )
149 148 142 wrdfsupp ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → 𝑓 finSupp ( 1r𝑅 ) )
150 136 65 139 140 147 149 gsumcl ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) → ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐵 )
151 150 ad2antrr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐵 )
152 145 adantl ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝜑 ) → 𝑃𝐵 )
153 simplr ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝜑 ) → 𝑝𝑃 )
154 152 153 sseldd ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝜑 ) → 𝑝𝐵 )
155 154 ad5ant13 ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → 𝑝𝐵 )
156 138 cmnmndd ( 𝜑𝑀 ∈ Mnd )
157 156 adantl ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝜑 ) → 𝑀 ∈ Mnd )
158 sswrd ( 𝑃𝐵 → Word 𝑃 ⊆ Word 𝐵 )
159 145 158 syl ( 𝜑 → Word 𝑃 ⊆ Word 𝐵 )
160 159 adantl ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝜑 ) → Word 𝑃 ⊆ Word 𝐵 )
161 160 93 sseldd ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝜑 ) → 𝑓 ∈ Word 𝐵 )
162 5 74 mgpplusg ( .r𝑅 ) = ( +g𝑀 )
163 136 162 gsumccatsn ( ( 𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑓 ∈ Word 𝐵𝑝𝐵 ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) = ( ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ( .r𝑅 ) 𝑝 ) )
164 157 161 154 163 syl3anc ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ 𝜑 ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) = ( ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ( .r𝑅 ) 𝑝 ) )
165 164 ad5ant13 ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) = ( ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ( .r𝑅 ) 𝑝 ) )
166 simplr ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 )
167 165 166 eqeltrrd ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ( .r𝑅 ) 𝑝 ) ∈ 𝐼 )
168 1 74 prmidlc ( ( ( 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐼 ∈ ( PrmIdeal ‘ 𝑅 ) ) ∧ ( ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐵𝑝𝐵 ∧ ( ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ( .r𝑅 ) 𝑝 ) ∈ 𝐼 ) ) → ( ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼𝑝𝐼 ) )
169 134 135 151 155 167 168 syl23anc ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ( ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼𝑝𝐼 ) )
170 117 132 169 mpjaodan ( ( ( ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ∧ 𝜑 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ) ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 )
171 170 exp41 ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) → ( 𝜑 → ( ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 → ( ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) ) )
172 171 3impd ( ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) ∧ ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) → ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
173 172 ex ( ( 𝑓 ∈ Word 𝑃𝑝𝑃 ) → ( ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝑓 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝑓 ) ) ( 𝑓𝑖 ) ∈ 𝐼 ) → ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ) ) ( ( 𝑓 ++ ⟨“ 𝑝 ”⟩ ) ‘ 𝑖 ) ∈ 𝐼 ) ) )
174 29 39 49 59 78 173 wrdind ( 𝐹 ∈ Word 𝑃 → ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ≠ 0 ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 ) )
175 174 imp ( ( 𝐹 ∈ Word 𝑃 ∧ ( 𝜑 ∧ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ∈ 𝐼 ∧ ( 𝑀 Σg 𝐹 ) ≠ 0 ) ) → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 )
176 8 19 9 10 175 syl13anc ( 𝜑 → ∃ 𝑖 ∈ ( 0 ..^ ( ♯ ‘ 𝐹 ) ) ( 𝐹𝑖 ) ∈ 𝐼 )
177 18 176 r19.29a ( 𝜑 → ( 𝐼𝑃 ) ≠ ∅ )