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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