Metamath Proof Explorer


Theorem r1pcyc

Description: The polynomial remainder operation is periodic. See modcyc . (Contributed by Thierry Arnoux, 2-Apr-2025)

Ref Expression
Hypotheses r1padd1.p ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
r1padd1.u ⊢ U = Base P
r1padd1.n ⊢ N = Unic 1p ⁡ R
r1padd1.e ⊢ E = rem 1p ⁡ R
r1pcyc.p ⊢ + ˙ = + P
r1pcyc.m ⊢ · ˙ = ⋅ P
r1pcyc.r ⊢ φ → R ∈ Ring
r1pcyc.a ⊢ φ → A ∈ U
r1pcyc.b ⊢ φ → B ∈ N
r1pcyc.c ⊢ φ → C ∈ U
Assertion r1pcyc ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B E B = A E B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 r1padd1.p ⊢ P = Poly 1 ⁡ R
2 r1padd1.u ⊢ U = Base P
3 r1padd1.n ⊢ N = Unic 1p ⁡ R
4 r1padd1.e ⊢ E = rem 1p ⁡ R
5 r1pcyc.p ⊢ + ˙ = + P
6 r1pcyc.m ⊢ · ˙ = ⋅ P
7 r1pcyc.r ⊢ φ → R ∈ Ring
8 r1pcyc.a ⊢ φ → A ∈ U
9 r1pcyc.b ⊢ φ → B ∈ N
10 r1pcyc.c ⊢ φ → C ∈ U
11 1 ply1ring ⊢ R ∈ Ring → P ∈ Ring
12 7 11 syl ⊢ φ → P ∈ Ring
13 12 ringgrpd ⊢ φ → P ∈ Grp
14 eqid ⊢ quot 1p ⁡ R = quot 1p ⁡ R
15 14 1 2 3 q1pcl ⊢ R ∈ Ring ∧ A ∈ U ∧ B ∈ N → A quot 1p ⁡ R B ∈ U
16 7 8 9 15 syl3anc ⊢ φ → A quot 1p ⁡ R B ∈ U
17 1 2 3 uc1pcl ⊢ B ∈ N → B ∈ U
18 9 17 syl ⊢ φ → B ∈ U
19 2 6 12 16 18 ringcld ⊢ φ → A quot 1p ⁡ R B · ˙ B ∈ U
20 2 6 12 10 18 ringcld ⊢ φ → C · ˙ B ∈ U
21 eqid ⊢ - P = - P
22 2 5 21 grppnpcan2 ⊢ P ∈ Grp ∧ A ∈ U ∧ A quot 1p ⁡ R B · ˙ B ∈ U ∧ C · ˙ B ∈ U → A + ˙ C · ˙ B - P A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B = A - P A quot 1p ⁡ R B · ˙ B
23 13 8 19 20 22 syl13anc ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B - P A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B = A - P A quot 1p ⁡ R B · ˙ B
24 2 5 13 8 20 grpcld ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B ∈ U
25 4 1 2 14 6 21 r1pval ⊢ A + ˙ C · ˙ B ∈ U ∧ B ∈ U → A + ˙ C · ˙ B E B = A + ˙ C · ˙ B - P A + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
26 24 18 25 syl2anc ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B E B = A + ˙ C · ˙ B - P A + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
27 14 1 2 3 q1pcl ⊢ R ∈ Ring ∧ C · ˙ B ∈ U ∧ B ∈ N → C · ˙ B quot 1p ⁡ R B ∈ U
28 7 20 9 27 syl3anc ⊢ φ → C · ˙ B quot 1p ⁡ R B ∈ U
29 2 5 6 ringdir ⊢ P ∈ Ring ∧ A quot 1p ⁡ R B ∈ U ∧ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B ∈ U ∧ B ∈ U → A quot 1p ⁡ R B + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B = A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
30 12 16 28 18 29 syl13anc ⊢ φ → A quot 1p ⁡ R B + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B = A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
31 1 2 3 14 7 8 9 20 5 q1pdir ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B = A quot 1p ⁡ R B + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B
32 31 oveq1d ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B = A quot 1p ⁡ R B + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
33 eqid ⊢ ∥ r ⁡ P = ∥ r ⁡ P
34 2 33 6 dvdsrmul ⊢ B ∈ U ∧ C ∈ U → B ∥ r ⁡ P C · ˙ B
35 18 10 34 syl2anc ⊢ φ → B ∥ r ⁡ P C · ˙ B
36 1 33 2 3 6 14 dvdsq1p ⊢ R ∈ Ring ∧ C · ˙ B ∈ U ∧ B ∈ N → B ∥ r ⁡ P C · ˙ B ↔ C · ˙ B = C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
37 7 20 9 36 syl3anc ⊢ φ → B ∥ r ⁡ P C · ˙ B ↔ C · ˙ B = C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
38 35 37 mpbid ⊢ φ → C · ˙ B = C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
39 38 oveq2d ⊢ φ → A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B = A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B
40 30 32 39 3eqtr4d ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B = A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B
41 40 oveq2d ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B - P A + ˙ C · ˙ B quot 1p ⁡ R B · ˙ B = A + ˙ C · ˙ B - P A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B
42 26 41 eqtrd ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B E B = A + ˙ C · ˙ B - P A quot 1p ⁡ R B · ˙ B + ˙ C · ˙ B
43 4 1 2 14 6 21 r1pval ⊢ A ∈ U ∧ B ∈ U → A E B = A - P A quot 1p ⁡ R B · ˙ B
44 8 18 43 syl2anc ⊢ φ → A E B = A - P A quot 1p ⁡ R B · ˙ B
45 23 42 44 3eqtr4d ⊢ φ → A + ˙ C · ˙ B E B = A E B