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Theorem padicabv

Description: The p-adic absolute value (with arbitrary base) is an absolute value. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Sep-2014)

Ref Expression
Hypotheses qrng.q Q = fld 𝑠
qabsabv.a A = AbsVal Q
padic.f F = x if x = 0 0 N P pCnt x
Assertion padicabv P N 0 1 F A

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 qrng.q Q = fld 𝑠
2 qabsabv.a A = AbsVal Q
3 padic.f F = x if x = 0 0 N P pCnt x
4 2 a1i P N 0 1 A = AbsVal Q
5 1 qrngbas = Base Q
6 5 a1i P N 0 1 = Base Q
7 qex V
8 cnfldadd + = + fld
9 1 8 ressplusg V + = + Q
10 7 9 mp1i P N 0 1 + = + Q
11 cnfldmul × = fld
12 1 11 ressmulr V × = Q
13 7 12 mp1i P N 0 1 × = Q
14 1 qrng0 0 = 0 Q
15 14 a1i P N 0 1 0 = 0 Q
16 1 qdrng Q DivRing
17 drngring Q DivRing Q Ring
18 16 17 mp1i P N 0 1 Q Ring
19 0red P N 0 1 x x = 0 0
20 ioossre 0 1
21 simpr P N 0 1 N 0 1
22 20 21 sseldi P N 0 1 N
23 22 ad2antrr P N 0 1 x ¬ x = 0 N
24 eliooord N 0 1 0 < N N < 1
25 24 adantl P N 0 1 0 < N N < 1
26 25 simpld P N 0 1 0 < N
27 22 26 elrpd P N 0 1 N +
28 27 rpne0d P N 0 1 N 0
29 28 ad2antrr P N 0 1 x ¬ x = 0 N 0
30 df-ne x 0 ¬ x = 0
31 pcqcl P x x 0 P pCnt x
32 31 adantlr P N 0 1 x x 0 P pCnt x
33 32 anassrs P N 0 1 x x 0 P pCnt x
34 30 33 sylan2br P N 0 1 x ¬ x = 0 P pCnt x
35 23 29 34 reexpclzd P N 0 1 x ¬ x = 0 N P pCnt x
36 19 35 ifclda P N 0 1 x if x = 0 0 N P pCnt x
37 36 3 fmptd P N 0 1 F :
38 0z 0
39 zq 0 0
40 38 39 ax-mp 0
41 iftrue x = 0 if x = 0 0 N P pCnt x = 0
42 c0ex 0 V
43 41 3 42 fvmpt 0 F 0 = 0
44 40 43 mp1i P N 0 1 F 0 = 0
45 22 3ad2ant1 P N 0 1 y y 0 N
46 pcqcl P y y 0 P pCnt y
47 46 adantlr P N 0 1 y y 0 P pCnt y
48 47 3impb P N 0 1 y y 0 P pCnt y
49 26 3ad2ant1 P N 0 1 y y 0 0 < N
50 expgt0 N P pCnt y 0 < N 0 < N P pCnt y
51 45 48 49 50 syl3anc P N 0 1 y y 0 0 < N P pCnt y
52 eqeq1 x = y x = 0 y = 0
53 oveq2 x = y P pCnt x = P pCnt y
54 53 oveq2d x = y N P pCnt x = N P pCnt y
55 52 54 ifbieq2d x = y if x = 0 0 N P pCnt x = if y = 0 0 N P pCnt y
56 ovex N P pCnt y V
57 42 56 ifex if y = 0 0 N P pCnt y V
58 55 3 57 fvmpt y F y = if y = 0 0 N P pCnt y
59 58 3ad2ant2 P N 0 1 y y 0 F y = if y = 0 0 N P pCnt y
60 simp3 P N 0 1 y y 0 y 0
61 60 neneqd P N 0 1 y y 0 ¬ y = 0
62 61 iffalsed P N 0 1 y y 0 if y = 0 0 N P pCnt y = N P pCnt y
63 59 62 eqtrd P N 0 1 y y 0 F y = N P pCnt y
64 51 63 breqtrrd P N 0 1 y y 0 0 < F y
65 pcqmul P y y 0 z z 0 P pCnt y z = P pCnt y + P pCnt z
66 65 3adant1r P N 0 1 y y 0 z z 0 P pCnt y z = P pCnt y + P pCnt z
67 66 oveq2d P N 0 1 y y 0 z z 0 N P pCnt y z = N P pCnt y + P pCnt z
68 22 recnd P N 0 1 N
69 68 3ad2ant1 P N 0 1 y y 0 z z 0 N
70 28 3ad2ant1 P N 0 1 y y 0 z z 0 N 0
71 47 3adant3 P N 0 1 y y 0 z z 0 P pCnt y
72 simp1l P N 0 1 y y 0 z z 0 P
73 simp3l P N 0 1 y y 0 z z 0 z
74 simp3r P N 0 1 y y 0 z z 0 z 0
75 pcqcl P z z 0 P pCnt z
76 72 73 74 75 syl12anc P N 0 1 y y 0 z z 0 P pCnt z
77 expaddz N N 0 P pCnt y P pCnt z N P pCnt y + P pCnt z = N P pCnt y N P pCnt z
78 69 70 71 76 77 syl22anc P N 0 1 y y 0 z z 0 N P pCnt y + P pCnt z = N P pCnt y N P pCnt z
79 67 78 eqtrd P N 0 1 y y 0 z z 0 N P pCnt y z = N P pCnt y N P pCnt z
80 simp2l P N 0 1 y y 0 z z 0 y
81 qmulcl y z y z
82 80 73 81 syl2anc P N 0 1 y y 0 z z 0 y z
83 eqeq1 x = y z x = 0 y z = 0
84 oveq2 x = y z P pCnt x = P pCnt y z
85 84 oveq2d x = y z N P pCnt x = N P pCnt y z
86 83 85 ifbieq2d x = y z if x = 0 0 N P pCnt x = if y z = 0 0 N P pCnt y z
87 ovex N P pCnt y z V
88 42 87 ifex if y z = 0 0 N P pCnt y z V
89 86 3 88 fvmpt y z F y z = if y z = 0 0 N P pCnt y z
90 82 89 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 F y z = if y z = 0 0 N P pCnt y z
91 qcn y y
92 80 91 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 y
93 qcn z z
94 73 93 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 z
95 simp2r P N 0 1 y y 0 z z 0 y 0
96 92 94 95 74 mulne0d P N 0 1 y y 0 z z 0 y z 0
97 96 neneqd P N 0 1 y y 0 z z 0 ¬ y z = 0
98 97 iffalsed P N 0 1 y y 0 z z 0 if y z = 0 0 N P pCnt y z = N P pCnt y z
99 90 98 eqtrd P N 0 1 y y 0 z z 0 F y z = N P pCnt y z
100 63 3expb P N 0 1 y y 0 F y = N P pCnt y
101 100 3adant3 P N 0 1 y y 0 z z 0 F y = N P pCnt y
102 eqeq1 x = z x = 0 z = 0
103 oveq2 x = z P pCnt x = P pCnt z
104 103 oveq2d x = z N P pCnt x = N P pCnt z
105 102 104 ifbieq2d x = z if x = 0 0 N P pCnt x = if z = 0 0 N P pCnt z
106 ovex N P pCnt z V
107 42 106 ifex if z = 0 0 N P pCnt z V
108 105 3 107 fvmpt z F z = if z = 0 0 N P pCnt z
109 73 108 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 F z = if z = 0 0 N P pCnt z
110 74 neneqd P N 0 1 y y 0 z z 0 ¬ z = 0
111 110 iffalsed P N 0 1 y y 0 z z 0 if z = 0 0 N P pCnt z = N P pCnt z
112 109 111 eqtrd P N 0 1 y y 0 z z 0 F z = N P pCnt z
113 101 112 oveq12d P N 0 1 y y 0 z z 0 F y F z = N P pCnt y N P pCnt z
114 79 99 113 3eqtr4d P N 0 1 y y 0 z z 0 F y z = F y F z
115 iftrue y + z = 0 if y + z = 0 0 N P pCnt y + z = 0
116 115 breq1d y + z = 0 if y + z = 0 0 N P pCnt y + z N P pCnt y + N P pCnt z 0 N P pCnt y + N P pCnt z
117 ifnefalse y + z 0 if y + z = 0 0 N P pCnt y + z = N P pCnt y + z
118 117 adantl P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 if y + z = 0 0 N P pCnt y + z = N P pCnt y + z
119 71 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y
120 119 zred P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y
121 76 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z
122 121 zred P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z
123 22 3ad2ant1 P N 0 1 y y 0 z z 0 N
124 123 ad2antrr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z N
125 70 ad2antrr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z N 0
126 72 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P
127 qaddcl y z y + z
128 80 73 127 syl2anc P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z
129 128 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 y + z
130 simpr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 y + z 0
131 pcqcl P y + z y + z 0 P pCnt y + z
132 126 129 130 131 syl12anc P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y + z
133 132 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z P pCnt y + z
134 124 125 133 reexpclzd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z N P pCnt y + z
135 119 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z P pCnt y
136 124 125 135 reexpclzd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z N P pCnt y
137 simpl1 P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P N 0 1
138 137 22 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N
139 137 28 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N 0
140 138 139 119 reexpclzd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt y
141 138 139 121 reexpclzd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt z
142 140 141 readdcld P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt y + N P pCnt z
143 142 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z N P pCnt y + N P pCnt z
144 126 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z P
145 80 ad2antrr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z y
146 73 ad2antrr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z z
147 simpr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z P pCnt y P pCnt z
148 144 145 146 147 pcadd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z P pCnt y P pCnt y + z
149 137 27 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N +
150 25 simprd P N 0 1 N < 1
151 137 150 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N < 1
152 149 119 132 151 ltexp2rd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y + z < P pCnt y N P pCnt y < N P pCnt y + z
153 152 notbid P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 ¬ P pCnt y + z < P pCnt y ¬ N P pCnt y < N P pCnt y + z
154 132 zred P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y + z
155 120 154 lenltd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt y + z ¬ P pCnt y + z < P pCnt y
156 138 139 132 reexpclzd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt y + z
157 156 140 lenltd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt y + z N P pCnt y ¬ N P pCnt y < N P pCnt y + z
158 153 155 157 3bitr4d P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt y + z N P pCnt y + z N P pCnt y
159 158 biimpa P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt y + z N P pCnt y + z N P pCnt y
160 148 159 syldan P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z N P pCnt y + z N P pCnt y
161 27 3ad2ant1 P N 0 1 y y 0 z z 0 N +
162 161 76 rpexpcld P N 0 1 y y 0 z z 0 N P pCnt z +
163 162 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt z +
164 163 rpge0d P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 0 N P pCnt z
165 140 141 addge01d P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 0 N P pCnt z N P pCnt y N P pCnt y + N P pCnt z
166 164 165 mpbid P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt y N P pCnt y + N P pCnt z
167 166 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z N P pCnt y N P pCnt y + N P pCnt z
168 134 136 143 160 167 letrd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y P pCnt z N P pCnt y + z N P pCnt y + N P pCnt z
169 156 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y N P pCnt y + z
170 141 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y N P pCnt z
171 142 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y N P pCnt y + N P pCnt z
172 126 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y P
173 73 ad2antrr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y z
174 80 ad2antrr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y y
175 simpr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y P pCnt z P pCnt y
176 172 173 174 175 pcadd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y P pCnt z P pCnt z + y
177 92 94 addcomd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z = z + y
178 177 oveq2d P N 0 1 y y 0 z z 0 P pCnt y + z = P pCnt z + y
179 178 ad2antrr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y P pCnt y + z = P pCnt z + y
180 176 179 breqtrrd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y P pCnt z P pCnt y + z
181 149 121 132 151 ltexp2rd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt y + z < P pCnt z N P pCnt z < N P pCnt y + z
182 181 notbid P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 ¬ P pCnt y + z < P pCnt z ¬ N P pCnt z < N P pCnt y + z
183 122 154 lenltd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y + z ¬ P pCnt y + z < P pCnt z
184 156 141 lenltd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt y + z N P pCnt z ¬ N P pCnt z < N P pCnt y + z
185 182 183 184 3bitr4d P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y + z N P pCnt y + z N P pCnt z
186 185 biimpa P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y + z N P pCnt y + z N P pCnt z
187 180 186 syldan P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y N P pCnt y + z N P pCnt z
188 161 71 rpexpcld P N 0 1 y y 0 z z 0 N P pCnt y +
189 188 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt y +
190 189 rpge0d P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 0 N P pCnt y
191 141 140 addge02d P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 0 N P pCnt y N P pCnt z N P pCnt y + N P pCnt z
192 190 191 mpbid P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt z N P pCnt y + N P pCnt z
193 192 adantr P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y N P pCnt z N P pCnt y + N P pCnt z
194 169 170 171 187 193 letrd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 P pCnt z P pCnt y N P pCnt y + z N P pCnt y + N P pCnt z
195 120 122 168 194 lecasei P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 N P pCnt y + z N P pCnt y + N P pCnt z
196 118 195 eqbrtrd P N 0 1 y y 0 z z 0 y + z 0 if y + z = 0 0 N P pCnt y + z N P pCnt y + N P pCnt z
197 188 162 rpaddcld P N 0 1 y y 0 z z 0 N P pCnt y + N P pCnt z +
198 197 rpge0d P N 0 1 y y 0 z z 0 0 N P pCnt y + N P pCnt z
199 116 196 198 pm2.61ne P N 0 1 y y 0 z z 0 if y + z = 0 0 N P pCnt y + z N P pCnt y + N P pCnt z
200 eqeq1 x = y + z x = 0 y + z = 0
201 oveq2 x = y + z P pCnt x = P pCnt y + z
202 201 oveq2d x = y + z N P pCnt x = N P pCnt y + z
203 200 202 ifbieq2d x = y + z if x = 0 0 N P pCnt x = if y + z = 0 0 N P pCnt y + z
204 ovex N P pCnt y + z V
205 42 204 ifex if y + z = 0 0 N P pCnt y + z V
206 203 3 205 fvmpt y + z F y + z = if y + z = 0 0 N P pCnt y + z
207 128 206 syl P N 0 1 y y 0 z z 0 F y + z = if y + z = 0 0 N P pCnt y + z
208 101 112 oveq12d P N 0 1 y y 0 z z 0 F y + F z = N P pCnt y + N P pCnt z
209 199 207 208 3brtr4d P N 0 1 y y 0 z z 0 F y + z F y + F z
210 4 6 10 13 15 18 37 44 64 114 209 isabvd P N 0 1 F A