Metamath Proof Explorer


Theorem ig1pmindeg

Description: The polynomial ideal generator is of minimum degree. (Contributed by Thierry Arnoux, 19-Mar-2025)

Ref Expression
Hypotheses ig1pirred.p ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
ig1pirred.g ⊢ G = idlGen 1p ⁡ R
ig1pirred.u ⊢ U = Base P
ig1pirred.r ⊢ φ → R ∈ DivRing
ig1pirred.1 ⊢ φ → I ∈ LIdeal ⁡ P
ig1pmindeg.d ⊢ D = deg 1 ⁡ R
ig1pmindeg.o ⊢ 0 ˙ = 0 P
ig1pmindeg.2 ⊢ φ → F ∈ I
ig1pmindeg.3 ⊢ φ → F ≠ 0 ˙
Assertion ig1pmindeg ⊢ φ → D ⁡ G ⁡ I ≤ D ⁡ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 ig1pirred.p ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
2 ig1pirred.g ⊢ G = idlGen 1p ⁡ R
3 ig1pirred.u ⊢ U = Base P
4 ig1pirred.r ⊢ φ → R ∈ DivRing
5 ig1pirred.1 ⊢ φ → I ∈ LIdeal ⁡ P
6 ig1pmindeg.d ⊢ D = deg 1 ⁡ R
7 ig1pmindeg.o ⊢ 0 ˙ = 0 P
8 ig1pmindeg.2 ⊢ φ → F ∈ I
9 ig1pmindeg.3 ⊢ φ → F ≠ 0 ˙
10 8 adantr ⊢ φ ∧ I = 0 ˙ → F ∈ I
11 simpr ⊢ φ ∧ I = 0 ˙ → I = 0 ˙
12 10 11 eleqtrd ⊢ φ ∧ I = 0 ˙ → F ∈ 0 ˙
13 elsni ⊢ F ∈ 0 ˙ → F = 0 ˙
14 12 13 syl ⊢ φ ∧ I = 0 ˙ → F = 0 ˙
15 9 adantr ⊢ φ ∧ I = 0 ˙ → F ≠ 0 ˙
16 14 15 pm2.21ddne ⊢ φ ∧ I = 0 ˙ → D ⁡ G ⁡ I ≤ D ⁡ F
17 4 adantr ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → R ∈ DivRing
18 5 adantr ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → I ∈ LIdeal ⁡ P
19 simpr ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → I ≠ 0 ˙
20 eqid ⊢ LIdeal ⁡ P = LIdeal ⁡ P
21 eqid ⊢ Monic 1p ⁡ R = Monic 1p ⁡ R
22 1 2 7 20 6 21 ig1pval3 ⊢ R ∈ DivRing ∧ I ∈ LIdeal ⁡ P ∧ I ≠ 0 ˙ → G ⁡ I ∈ I ∧ G ⁡ I ∈ Monic 1p ⁡ R ∧ D ⁡ G ⁡ I = inf D I ∖ 0 ˙ ℝ <
23 17 18 19 22 syl3anc ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → G ⁡ I ∈ I ∧ G ⁡ I ∈ Monic 1p ⁡ R ∧ D ⁡ G ⁡ I = inf D I ∖ 0 ˙ ℝ <
24 23 simp3d ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → D ⁡ G ⁡ I = inf D I ∖ 0 ˙ ℝ <
25 nfv ⊢ Ⅎ f φ ∧ I ≠ 0 ˙
26 6 1 3 deg1xrf ⊢ D : U ⟶ ℝ *
27 26 a1i ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → D : U ⟶ ℝ *
28 27 ffund ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → Fun ⁡ D
29 17 drngringd ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → R ∈ Ring
30 29 adantr ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ ∧ f ∈ I ∖ 0 ˙ → R ∈ Ring
31 3 20 lidlss ⊢ I ∈ LIdeal ⁡ P → I ⊆ U
32 18 31 syl ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → I ⊆ U
33 32 ssdifssd ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → I ∖ 0 ˙ ⊆ U
34 33 sselda ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ ∧ f ∈ I ∖ 0 ˙ → f ∈ U
35 eldifsni ⊢ f ∈ I ∖ 0 ˙ → f ≠ 0 ˙
36 35 adantl ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ ∧ f ∈ I ∖ 0 ˙ → f ≠ 0 ˙
37 6 1 7 3 deg1nn0cl ⊢ R ∈ Ring ∧ f ∈ U ∧ f ≠ 0 ˙ → D ⁡ f ∈ ℕ 0
38 30 34 36 37 syl3anc ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ ∧ f ∈ I ∖ 0 ˙ → D ⁡ f ∈ ℕ 0
39 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
40 38 39 eleqtrdi ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ ∧ f ∈ I ∖ 0 ˙ → D ⁡ f ∈ ℤ ≥ 0
41 25 28 40 funimassd ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → D I ∖ 0 ˙ ⊆ ℤ ≥ 0
42 27 ffnd ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → D Fn U
43 8 adantr ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → F ∈ I
44 32 43 sseldd ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → F ∈ U
45 9 adantr ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → F ≠ 0 ˙
46 nelsn ⊢ F ≠ 0 ˙ → ¬ F ∈ 0 ˙
47 45 46 syl ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → ¬ F ∈ 0 ˙
48 43 47 eldifd ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → F ∈ I ∖ 0 ˙
49 42 44 48 fnfvimad ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → D ⁡ F ∈ D I ∖ 0 ˙
50 infssuzle ⊢ D I ∖ 0 ˙ ⊆ ℤ ≥ 0 ∧ D ⁡ F ∈ D I ∖ 0 ˙ → inf D I ∖ 0 ˙ ℝ < ≤ D ⁡ F
51 41 49 50 syl2anc ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → inf D I ∖ 0 ˙ ℝ < ≤ D ⁡ F
52 24 51 eqbrtrd ⊢ φ ∧ I ≠ 0 ˙ → D ⁡ G ⁡ I ≤ D ⁡ F
53 16 52 pm2.61dane ⊢ φ → D ⁡ G ⁡ I ≤ D ⁡ F