Metamath Proof Explorer


Theorem ostthlem2

Description: Lemma for ostth . Refine ostthlem1 so that it is sufficient to only show equality on the primes. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014) (Revised by Mario Carneiro, 20-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses qrng.q โŠข ๐‘„ = ( โ„‚fld โ†พs โ„š )
qabsabv.a โŠข ๐ด = ( AbsVal โ€˜ ๐‘„ )
ostthlem1.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ๐ด )
ostthlem1.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐ด )
ostthlem2.3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) )
Assertion ostthlem2 ( ๐œ‘ โ†’ ๐น = ๐บ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 qrng.q โŠข ๐‘„ = ( โ„‚fld โ†พs โ„š )
2 qabsabv.a โŠข ๐ด = ( AbsVal โ€˜ ๐‘„ )
3 ostthlem1.1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ๐ด )
4 ostthlem1.2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐ด )
5 ostthlem2.3 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ โˆˆ โ„™ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) )
6 eluz2nn โŠข ( ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†’ ๐‘› โˆˆ โ„• )
7 fveq2 โŠข ( ๐‘ = 1 โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐น โ€˜ 1 ) )
8 fveq2 โŠข ( ๐‘ = 1 โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ 1 ) )
9 7 8 eqeq12d โŠข ( ๐‘ = 1 โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) โ†” ( ๐น โ€˜ 1 ) = ( ๐บ โ€˜ 1 ) ) )
10 9 imbi2d โŠข ( ๐‘ = 1 โ†’ ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) ) โ†” ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ 1 ) = ( ๐บ โ€˜ 1 ) ) ) )
11 fveq2 โŠข ( ๐‘ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) )
12 fveq2 โŠข ( ๐‘ = ๐‘ฆ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) )
13 11 12 eqeq12d โŠข ( ๐‘ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) โ†” ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
14 13 imbi2d โŠข ( ๐‘ = ๐‘ฆ โ†’ ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) ) โ†” ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
15 fveq2 โŠข ( ๐‘ = ๐‘ง โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) )
16 fveq2 โŠข ( ๐‘ = ๐‘ง โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) )
17 15 16 eqeq12d โŠข ( ๐‘ = ๐‘ง โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) โ†” ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) )
18 17 imbi2d โŠข ( ๐‘ = ๐‘ง โ†’ ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) ) โ†” ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
19 fveq2 โŠข ( ๐‘ = ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) )
20 fveq2 โŠข ( ๐‘ = ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) )
21 19 20 eqeq12d โŠข ( ๐‘ = ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) โ†” ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) ) )
22 21 imbi2d โŠข ( ๐‘ = ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) โ†’ ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) ) โ†” ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) ) ) )
23 fveq2 โŠข ( ๐‘ = ๐‘› โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘› ) )
24 fveq2 โŠข ( ๐‘ = ๐‘› โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) )
25 23 24 eqeq12d โŠข ( ๐‘ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) โ†” ( ๐น โ€˜ ๐‘› ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) )
26 25 imbi2d โŠข ( ๐‘ = ๐‘› โ†’ ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) ) โ†” ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘› ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) ) )
27 ax-1ne0 โŠข 1 โ‰  0
28 1 qrng1 โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘„ )
29 1 qrng0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘„ )
30 2 28 29 abv1z โŠข ( ( ๐น โˆˆ ๐ด โˆง 1 โ‰  0 ) โ†’ ( ๐น โ€˜ 1 ) = 1 )
31 3 27 30 sylancl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ 1 ) = 1 )
32 2 28 29 abv1z โŠข ( ( ๐บ โˆˆ ๐ด โˆง 1 โ‰  0 ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ 1 ) = 1 )
33 4 27 32 sylancl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ 1 ) = 1 )
34 31 33 eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ 1 ) = ( ๐บ โ€˜ 1 ) )
35 5 expcom โŠข ( ๐‘ โˆˆ โ„™ โ†’ ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ ) ) )
36 jcab โŠข ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) โ†” ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆง ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
37 oveq12 โŠข ( ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) )
38 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ๐น โˆˆ ๐ด )
39 eluzelz โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค )
40 39 ad2antrl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค )
41 zq โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„š )
42 40 41 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ โ„š )
43 eluzelz โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ โ„ค )
44 43 ad2antll โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ โ„ค )
45 zq โŠข ( ๐‘ง โˆˆ โ„ค โ†’ ๐‘ง โˆˆ โ„š )
46 44 45 syl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ โ„š )
47 1 qrngbas โŠข โ„š = ( Base โ€˜ ๐‘„ )
48 qex โŠข โ„š โˆˆ V
49 cnfldmul โŠข ยท = ( .r โ€˜ โ„‚fld )
50 1 49 ressmulr โŠข ( โ„š โˆˆ V โ†’ ยท = ( .r โ€˜ ๐‘„ ) )
51 48 50 ax-mp โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘„ )
52 2 47 51 abvmul โŠข ( ( ๐น โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„š ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) ) )
53 38 42 46 52 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) ) )
54 4 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ ๐ด )
55 2 47 51 abvmul โŠข ( ( ๐บ โˆˆ ๐ด โˆง ๐‘ฆ โˆˆ โ„š โˆง ๐‘ง โˆˆ โ„š ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) )
56 54 42 46 55 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) )
57 53 56 eqeq12d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) โ†” ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
58 37 57 imbitrrid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) ) )
59 58 expcom โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) โ†’ ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) ) ) )
60 59 a2d โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) โ†’ ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) โ†’ ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) ) ) )
61 36 60 biimtrrid โŠข ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) โ†’ ( ( ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆง ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) โ†’ ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฆ ยท ๐‘ง ) ) ) ) )
62 10 14 18 22 26 34 35 61 prmind โŠข ( ๐‘› โˆˆ โ„• โ†’ ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘› ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) ) )
63 62 impcom โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ โ„• ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘› ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) )
64 6 63 sylan2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘› โˆˆ ( โ„คโ‰ฅ โ€˜ 2 ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘› ) = ( ๐บ โ€˜ ๐‘› ) )
65 1 2 3 4 64 ostthlem1 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น = ๐บ )