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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 ringmgp S Ring mulGrp S Mnd
40 35 39 syl φ mulGrp S Mnd
41 oddprm P 2 P 1 2
42 12 41 syl φ P 1 2
43 42 nnnn0d φ P 1 2 0
44 7 2 3 vr1cl Y Ring X B
45 33 44 syl φ X B
46 38 3 mgpbas B = Base mulGrp S
47 46 6 mulgnn0cl mulGrp S Mnd P 1 2 0 X B P 1 2 × ˙ X B
48 40 43 45 47 syl3anc φ P 1 2 × ˙ X B
49 3 9 ringidcl S Ring 1 ˙ B
50 35 49 syl φ 1 ˙ B
51 3 8 grpsubcl S Grp P 1 2 × ˙ X B 1 ˙ B P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙ B
52 37 48 50 51 syl3anc φ P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙ B
53 10 52 eqeltrid φ T B
54 10 fveq2i D T = D P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙
55 42 nngt0d φ 0 < P 1 2
56 eqid algSc S = algSc S
57 eqid 1 Y = 1 Y
58 2 56 57 9 ply1scl1 Y Ring algSc S 1 Y = 1 ˙
59 33 58 syl φ algSc S 1 Y = 1 ˙
60 59 fveq2d φ D algSc S 1 Y = D 1 ˙
61 eqid Base Y = Base Y
62 61 57 ringidcl Y Ring 1 Y Base Y
63 33 62 syl φ 1 Y Base Y
64 domnnzr Y Domn Y NzRing
65 29 64 simplbiim Y IDomn Y NzRing
66 28 65 syl φ Y NzRing
67 57 22 nzrnz Y NzRing 1 Y 0 Y
68 66 67 syl φ 1 Y 0 Y
69 4 2 61 56 22 deg1scl Y Ring 1 Y Base Y 1 Y 0 Y D algSc S 1 Y = 0
70 33 63 68 69 syl3anc φ D algSc S 1 Y = 0
71 60 70 eqtr3d φ D 1 ˙ = 0
72 4 2 7 38 6 deg1pw Y NzRing P 1 2 0 D P 1 2 × ˙ X = P 1 2
73 66 43 72 syl2anc φ D P 1 2 × ˙ X = P 1 2
74 55 71 73 3brtr4d φ D 1 ˙ < D P 1 2 × ˙ X
75 2 4 33 3 8 48 50 74 deg1sub φ D P 1 2 × ˙ X - ˙ 1 ˙ = D P 1 2 × ˙ X
76 54 75 syl5eq φ D T = D P 1 2 × ˙ X
77 76 73 eqtrd φ D T = P 1 2
78 77 43 eqeltrd φ D T 0
79 4 2 23 3 deg1nn0clb Y Ring T B T 0 S D T 0
80 33 53 79 syl2anc φ T 0 S D T 0
81 78 80 mpbird φ T 0 S
82 2 3 4 5 22 23 28 53 81 fta1g φ O T -1 0 Y D T
83 82 77 breqtrd φ O T -1 0 Y P 1 2
84 hashfz1 P 1 2 0 1 P 1 2 = P 1 2
85 43 84 syl φ 1 P 1 2 = P 1 2
86 83 85 breqtrrd φ O T -1 0 Y 1 P 1 2
87 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
88 19 43 83 87 mp3an2i φ O T -1 0 Y Fin
89 fzfid φ 1 P 1 2 Fin
90 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
91 88 89 90 syl2anc φ O T -1 0 Y 1 P 1 2 O T -1 0 Y 1 P 1 2
92 86 91 mpbid φ O T -1 0 Y 1 P 1 2
93 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
94 21 92 93 syl2anc φ 1 P 1 2 O T -1 0 Y
95 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
96 94 88 95 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
97 16 96 mpbid φ G : 1 P 1 2 1-1 onto O T -1 0 Y
98 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
99 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
100 97 98 99 3syl φ G -1 : O T -1 0 Y 1 P 1 2
101 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 lgsqrlem3 φ L A O T -1 0 Y
102 100 101 ffvelrnd φ G -1 L A 1 P 1 2
103 102 elfzelzd φ G -1 L A
104 fvoveq1 x = G -1 L A L x 2 = L G -1 L A 2
105 fvoveq1 y = x L y 2 = L x 2
106 105 cbvmptv y 1 P 1 2 L y 2 = x 1 P 1 2 L x 2
107 13 106 eqtri G = x 1 P 1 2 L x 2
108 fvex L G -1 L A 2 V
109 104 107 108 fvmpt G -1 L A 1 P 1 2 G G -1 L A = L G -1 L A 2
110 102 109 syl φ G G -1 L A = L G -1 L A 2
111 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
112 97 101 111 syl2anc φ G G -1 L A = L A
113 110 112 eqtr3d φ L G -1 L A 2 = L A
114 prmnn P P
115 24 114 syl φ P
116 115 nnnn0d φ P 0
117 zsqcl G -1 L A G -1 L A 2
118 103 117 syl φ G -1 L A 2
119 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
120 116 118 14 119 syl3anc φ L G -1 L A 2 = L A P G -1 L A 2 A
121 113 120 mpbid φ P G -1 L A 2 A
122 oveq1 x = G -1 L A x 2 = G -1 L A 2
123 122 oveq1d x = G -1 L A x 2 A = G -1 L A 2 A
124 123 breq2d x = G -1 L A P x 2 A P G -1 L A 2 A
125 124 rspcev G -1 L A P G -1 L A 2 A x P x 2 A
126 103 121 125 syl2anc φ x P x 2 A