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Theorem lgsqrlem4

Description: Lemma for lgsqr . (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses lgsqr.y Y = /P
lgsqr.s S = Poly 1 Y
lgsqr.b B = Base S
lgsqr.d D = deg 1 Y
lgsqr.o O = eval 1 Y
lgsqr.e × ˙ = mulGrp S
lgsqr.x X = var 1 Y
lgsqr.m - ˙ = - S
lgsqr.u 1 ˙ = 1 S
lgsqr.t T = P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙
lgsqr.l L = ℤRHom Y
lgsqr.1 φ P 2
lgsqr.g G = y 1 P 1 2 L y 2
lgsqr.3 φ A
lgsqr.4 φ A / L P = 1
Assertion lgsqrlem4 φ x P x 2 A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lgsqr.y Y = /P
2 lgsqr.s S = Poly 1 Y
3 lgsqr.b B = Base S
4 lgsqr.d D = deg 1 Y
5 lgsqr.o O = eval 1 Y
6 lgsqr.e × ˙ = mulGrp S
7 lgsqr.x X = var 1 Y
8 lgsqr.m - ˙ = - S
9 lgsqr.u 1 ˙ = 1 S
10 lgsqr.t T = P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙
11 lgsqr.l L = ℤRHom Y
12 lgsqr.1 φ P 2
13 lgsqr.g G = y 1 P 1 2 L y 2
14 lgsqr.3 φ A
15 lgsqr.4 φ A / L P = 1
16 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 lgsqrlem2 φ G : 1 P 1 2 1-1 O T -1 0 Y
17 fvex O T V
18 17 cnvex O T -1 V
19 18 imaex O T -1 0 Y V
20 19 f1dom G : 1 P 1 2 1-1 O T -1 0 Y 1 P 1 2 O T -1 0 Y
21 16 20 syl φ 1 P 1 2 O T -1 0 Y
22 eqid 0 Y = 0 Y
23 eqid 0 S = 0 S
24 12 eldifad φ P
25 1 znfld P Y Field
26 24 25 syl φ Y Field
27 fldidom Y Field Y IDomn
28 26 27 syl φ Y IDomn
29 isidom Y IDomn Y CRing Y Domn
30 29 simplbi Y IDomn Y CRing
31 28 30 syl φ Y CRing
32 crngring Y CRing Y Ring
33 31 32 syl φ Y Ring
34 2 ply1ring Y Ring S Ring
35 33 34 syl φ S Ring
36 ringgrp S Ring S Grp
37 35 36 syl φ S Grp
38 eqid mulGrp S = mulGrp S
39 38 3 mgpbas B = Base mulGrp S
40 38 ringmgp S Ring mulGrp S Mnd
41 35 40 syl φ mulGrp S Mnd
42 oddprm P 2 P 1 2
43 12 42 syl φ P 1 2
44 43 nnnn0d φ P 1 2 0
45 7 2 3 vr1cl Y Ring X B
46 33 45 syl φ X B
47 39 6 41 44 46 mulgnn0cld φ P 1 2 × ˙ X B
48 3 9 ringidcl S Ring 1 ˙ B
49 35 48 syl φ 1 ˙ B
50 3 8 grpsubcl S Grp P 1 2 × ˙ X B 1 ˙ B P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙ B
51 37 47 49 50 syl3anc φ P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙ B
52 10 51 eqeltrid φ T B
53 10 fveq2i D T = D P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙
54 43 nngt0d φ 0 < P 1 2
55 eqid algSc S = algSc S
56 eqid 1 Y = 1 Y
57 2 55 56 9 ply1scl1 Y Ring algSc S 1 Y = 1 ˙
58 33 57 syl φ algSc S 1 Y = 1 ˙
59 58 fveq2d φ D algSc S 1 Y = D 1 ˙
60 eqid Base Y = Base Y
61 60 56 ringidcl Y Ring 1 Y Base Y
62 33 61 syl φ 1 Y Base Y
63 domnnzr Y Domn Y NzRing
64 29 63 simplbiim Y IDomn Y NzRing
65 28 64 syl φ Y NzRing
66 56 22 nzrnz Y NzRing 1 Y 0 Y
67 65 66 syl φ 1 Y 0 Y
68 4 2 60 55 22 deg1scl Y Ring 1 Y Base Y 1 Y 0 Y D algSc S 1 Y = 0
69 33 62 67 68 syl3anc φ D algSc S 1 Y = 0
70 59 69 eqtr3d φ D 1 ˙ = 0
71 4 2 7 38 6 deg1pw Y NzRing P 1 2 0 D P 1 2 × ˙ X = P 1 2
72 65 44 71 syl2anc φ D P 1 2 × ˙ X = P 1 2
73 54 70 72 3brtr4d φ D 1 ˙ < D P 1 2 × ˙ X
74 2 4 33 3 8 47 49 73 deg1sub φ D P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙ = D P 1 2 × ˙ X
75 53 74 eqtrid φ D T = D P 1 2 × ˙ X
76 75 72 eqtrd φ D T = P 1 2
77 76 44 eqeltrd φ D T 0
78 4 2 23 3 deg1nn0clb Y Ring T B T 0 S D T 0
79 33 52 78 syl2anc φ T 0 S D T 0
80 77 79 mpbird φ T 0 S
81 2 3 4 5 22 23 28 52 80 fta1g φ O T -1 0 Y D T
82 81 76 breqtrd φ O T -1 0 Y P 1 2
83 hashfz1 P 1 2 0 1 P 1 2 = P 1 2
84 44 83 syl φ 1 P 1 2 = P 1 2
85 82 84 breqtrrd φ O T -1 0 Y 1 P 1 2
86 hashbnd O T -1 0 Y V P 1 2 0 O T -1 0 Y P 1 2 O T -1 0 Y Fin
87 19 44 82 86 mp3an2i φ O T -1 0 Y Fin
88 fzfid φ 1 P 1 2 Fin
89 hashdom O T -1 0 Y Fin 1 P 1 2 Fin O T -1 0 Y 1 P 1 2 O T -1 0 Y 1 P 1 2
90 87 88 89 syl2anc φ O T -1 0 Y 1 P 1 2 O T -1 0 Y 1 P 1 2
91 85 90 mpbid φ O T -1 0 Y 1 P 1 2
92 sbth 1 P 1 2 O T -1 0 Y O T -1 0 Y 1 P 1 2 1 P 1 2 O T -1 0 Y
93 21 91 92 syl2anc φ 1 P 1 2 O T -1 0 Y
94 f1finf1o 1 P 1 2 O T -1 0 Y O T -1 0 Y Fin G : 1 P 1 2 1-1 O T -1 0 Y G : 1 P 1 2 1-1 onto O T -1 0 Y
95 93 87 94 syl2anc φ G : 1 P 1 2 1-1 O T -1 0 Y G : 1 P 1 2 1-1 onto O T -1 0 Y
96 16 95 mpbid φ G : 1 P 1 2 1-1 onto O T -1 0 Y
97 f1ocnv G : 1 P 1 2 1-1 onto O T -1 0 Y G -1 : O T -1 0 Y 1-1 onto 1 P 1 2
98 f1of G -1 : O T -1 0 Y 1-1 onto 1 P 1 2 G -1 : O T -1 0 Y 1 P 1 2
99 96 97 98 3syl φ G -1 : O T -1 0 Y 1 P 1 2
100 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 lgsqrlem3 φ L A O T -1 0 Y
101 99 100 ffvelcdmd φ G -1 L A 1 P 1 2
102 101 elfzelzd φ G -1 L A
103 fvoveq1 x = G -1 L A L x 2 = L G -1 L A 2
104 fvoveq1 y = x L y 2 = L x 2
105 104 cbvmptv y 1 P 1 2 L y 2 = x 1 P 1 2 L x 2
106 13 105 eqtri G = x 1 P 1 2 L x 2
107 fvex L G -1 L A 2 V
108 103 106 107 fvmpt G -1 L A 1 P 1 2 G G -1 L A = L G -1 L A 2
109 101 108 syl φ G G -1 L A = L G -1 L A 2
110 f1ocnvfv2 G : 1 P 1 2 1-1 onto O T -1 0 Y L A O T -1 0 Y G G -1 L A = L A
111 96 100 110 syl2anc φ G G -1 L A = L A
112 109 111 eqtr3d φ L G -1 L A 2 = L A
113 prmnn P P
114 24 113 syl φ P
115 114 nnnn0d φ P 0
116 zsqcl G -1 L A G -1 L A 2
117 102 116 syl φ G -1 L A 2
118 1 11 zndvds P 0 G -1 L A 2 A L G -1 L A 2 = L A P G -1 L A 2 A
119 115 117 14 118 syl3anc φ L G -1 L A 2 = L A P G -1 L A 2 A
120 112 119 mpbid φ P G -1 L A 2 A
121 oveq1 x = G -1 L A x 2 = G -1 L A 2
122 121 oveq1d x = G -1 L A x 2 A = G -1 L A 2 A
123 122 breq2d x = G -1 L A P x 2 A P G -1 L A 2 A
124 123 rspcev G -1 L A P G -1 L A 2 A x P x 2 A
125 102 120 124 syl2anc φ x P x 2 A