Metamath Proof Explorer


Theorem wilthlem2

Description: Lemma for wilth : induction step. The "hand proof" version of this theorem works by writing out the list of all numbers from 1 to P - 1 in pairs such that a number is paired with its inverse. Every number has a unique inverse different from itself except 1 and P - 1 , and so each pair multiplies to 1 , and 1 and P - 1 == -u 1 multiply to -u 1 , so the full product is equal to -u 1 . Here we make this precise by doing the product pair by pair.

The induction hypothesis says that every subset S of 1 ... ( P - 1 ) that is closed under inverse (i.e. all pairs are matched up) and contains P - 1 multiplies to -u 1 mod P . Given such a set, we take out one element z =/= P - 1 . If there are no such elements, then S = { P - 1 } which forms the base case. Otherwise, S \ { z , z ^ -u 1 } is also closed under inverse and contains P - 1 , so the induction hypothesis says that this equals -u 1 ; and the remaining two elements are either equal to each other, in which case wilthlem1 gives that z = 1 or P - 1 , and we've already excluded the second case, so the product gives 1 ; or z =/= z ^ -u 1 and their product is 1 . In either case the accumulated product is unaffected. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Jan-2015) (Proof shortened by AV, 27-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses wilthlem.t ⊢ T = mulGrp ℂ fld
wilthlem.a ⊢ A = x ∈ 𝒫 1 … P − 1 | P − 1 ∈ x ∧ ∀ y ∈ x y P − 2 mod P ∈ x
wilthlem2.p ⊢ φ → P ∈ ℙ
wilthlem2.s ⊢ φ → S ∈ A
wilthlem2.r ⊢ φ → ∀ s ∈ A s ⊂ S → ∑ T I ↾ s mod P = -1 mod P
Assertion wilthlem2 ⊢ φ → ∑ T I ↾ S mod P = -1 mod P

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 wilthlem.t ⊢ T = mulGrp ℂ fld
2 wilthlem.a ⊢ A = x ∈ 𝒫 1 … P − 1 | P − 1 ∈ x ∧ ∀ y ∈ x y P − 2 mod P ∈ x
3 wilthlem2.p ⊢ φ → P ∈ ℙ
4 wilthlem2.s ⊢ φ → S ∈ A
5 wilthlem2.r ⊢ φ → ∀ s ∈ A s ⊂ S → ∑ T I ↾ s mod P = -1 mod P
6 simpr ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → S ⊆ P − 1
7 eleq2 ⊢ x = S → P − 1 ∈ x ↔ P − 1 ∈ S
8 eleq2 ⊢ x = S → y P − 2 mod P ∈ x ↔ y P − 2 mod P ∈ S
9 8 raleqbi1dv ⊢ x = S → ∀ y ∈ x y P − 2 mod P ∈ x ↔ ∀ y ∈ S y P − 2 mod P ∈ S
10 7 9 anbi12d ⊢ x = S → P − 1 ∈ x ∧ ∀ y ∈ x y P − 2 mod P ∈ x ↔ P − 1 ∈ S ∧ ∀ y ∈ S y P − 2 mod P ∈ S
11 10 2 elrab2 ⊢ S ∈ A ↔ S ∈ 𝒫 1 … P − 1 ∧ P − 1 ∈ S ∧ ∀ y ∈ S y P − 2 mod P ∈ S
12 4 11 sylib ⊢ φ → S ∈ 𝒫 1 … P − 1 ∧ P − 1 ∈ S ∧ ∀ y ∈ S y P − 2 mod P ∈ S
13 12 simprd ⊢ φ → P − 1 ∈ S ∧ ∀ y ∈ S y P − 2 mod P ∈ S
14 13 simpld ⊢ φ → P − 1 ∈ S
15 14 snssd ⊢ φ → P − 1 ⊆ S
16 15 adantr ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → P − 1 ⊆ S
17 6 16 eqssd ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → S = P − 1
18 17 reseq2d ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → I ↾ S = I ↾ P − 1
19 mptresid ⊢ I ↾ P − 1 = z ∈ P − 1 ⟼ z
20 18 19 eqtrdi ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → I ↾ S = z ∈ P − 1 ⟼ z
21 20 oveq2d ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → ∑ T I ↾ S = ∑ T z ∈ P − 1 z
22 21 oveq1d ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → ∑ T I ↾ S mod P = ∑ T z ∈ P − 1 z mod P
23 prmnn ⊢ P ∈ ℙ → P ∈ ℕ
24 3 23 syl ⊢ φ → P ∈ ℕ
25 24 nncnd ⊢ φ → P ∈ ℂ
26 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
27 negsub ⊢ P ∈ ℂ ∧ 1 ∈ ℂ → P + -1 = P − 1
28 25 26 27 sylancl ⊢ φ → P + -1 = P − 1
29 neg1cn ⊢ − 1 ∈ ℂ
30 addcom ⊢ P ∈ ℂ ∧ − 1 ∈ ℂ → P + -1 = - 1 + P
31 25 29 30 sylancl ⊢ φ → P + -1 = - 1 + P
32 28 31 eqtr3d ⊢ φ → P − 1 = - 1 + P
33 cnring ⊢ ℂ fld ∈ Ring
34 1 ringmgp ⊢ ℂ fld ∈ Ring → T ∈ Mnd
35 33 34 mp1i ⊢ φ → T ∈ Mnd
36 nnm1nn0 ⊢ P ∈ ℕ → P − 1 ∈ ℕ 0
37 24 36 syl ⊢ φ → P − 1 ∈ ℕ 0
38 37 nn0cnd ⊢ φ → P − 1 ∈ ℂ
39 cnfldbas ⊢ ℂ = Base ℂ fld
40 1 39 mgpbas ⊢ ℂ = Base T
41 id ⊢ z = P − 1 → z = P − 1
42 40 41 gsumsn ⊢ T ∈ Mnd ∧ P − 1 ∈ ℂ ∧ P − 1 ∈ ℂ → ∑ T z ∈ P − 1 z = P − 1
43 35 38 38 42 syl3anc ⊢ φ → ∑ T z ∈ P − 1 z = P − 1
44 25 mullidd ⊢ φ → 1 ⁢ P = P
45 44 oveq2d ⊢ φ → - 1 + 1 ⁢ P = - 1 + P
46 32 43 45 3eqtr4d ⊢ φ → ∑ T z ∈ P − 1 z = - 1 + 1 ⁢ P
47 46 oveq1d ⊢ φ → ∑ T z ∈ P − 1 z mod P = - 1 + 1 ⁢ P mod P
48 neg1rr ⊢ − 1 ∈ ℝ
49 48 a1i ⊢ φ → − 1 ∈ ℝ
50 24 nnrpd ⊢ φ → P ∈ ℝ +
51 1zzd ⊢ φ → 1 ∈ ℤ
52 modcyc ⊢ − 1 ∈ ℝ ∧ P ∈ ℝ + ∧ 1 ∈ ℤ → - 1 + 1 ⁢ P mod P = -1 mod P
53 49 50 51 52 syl3anc ⊢ φ → - 1 + 1 ⁢ P mod P = -1 mod P
54 47 53 eqtrd ⊢ φ → ∑ T z ∈ P − 1 z mod P = -1 mod P
55 54 adantr ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → ∑ T z ∈ P − 1 z mod P = -1 mod P
56 22 55 eqtrd ⊢ φ ∧ S ⊆ P − 1 → ∑ T I ↾ S mod P = -1 mod P
57 56 ex ⊢ φ → S ⊆ P − 1 → ∑ T I ↾ S mod P = -1 mod P
58 nss ⊢ ¬ S ⊆ P − 1 ↔ ∃ z z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1
59 cnfld1 ⊢ 1 = 1 ℂ fld
60 1 59 ringidval ⊢ 1 = 0 T
61 cnfldmul ⊢ × = ⋅ ℂ fld
62 1 61 mgpplusg ⊢ × = + T
63 cncrng ⊢ ℂ fld ∈ CRing
64 1 crngmgp ⊢ ℂ fld ∈ CRing → T ∈ CMnd
65 63 64 ax-mp ⊢ T ∈ CMnd
66 65 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → T ∈ CMnd
67 4 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∈ A
68 f1oi ⊢ I ↾ S : S ⟶ 1-1 onto S
69 f1of ⊢ I ↾ S : S ⟶ 1-1 onto S → I ↾ S : S ⟶ S
70 68 69 ax-mp ⊢ I ↾ S : S ⟶ S
71 12 simpld ⊢ φ → S ∈ 𝒫 1 … P − 1
72 71 elpwid ⊢ φ → S ⊆ 1 … P − 1
73 fzssz ⊢ 1 … P − 1 ⊆ ℤ
74 72 73 sstrdi ⊢ φ → S ⊆ ℤ
75 zsscn ⊢ ℤ ⊆ ℂ
76 74 75 sstrdi ⊢ φ → S ⊆ ℂ
77 fss ⊢ I ↾ S : S ⟶ S ∧ S ⊆ ℂ → I ↾ S : S ⟶ ℂ
78 70 76 77 sylancr ⊢ φ → I ↾ S : S ⟶ ℂ
79 78 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → I ↾ S : S ⟶ ℂ
80 fzfi ⊢ 1 … P − 1 ∈ Fin
81 ssfi ⊢ 1 … P − 1 ∈ Fin ∧ S ⊆ 1 … P − 1 → S ∈ Fin
82 80 72 81 sylancr ⊢ φ → S ∈ Fin
83 1ex ⊢ 1 ∈ V
84 83 a1i ⊢ φ → 1 ∈ V
85 78 82 84 fdmfifsupp ⊢ φ → finSupp 1 ⁡ I ↾ S
86 85 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → finSupp 1 ⁡ I ↾ S
87 disjdif ⊢ z z P − 2 mod P ∩ S ∖ z z P − 2 mod P = ∅
88 87 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z z P − 2 mod P ∩ S ∖ z z P − 2 mod P = ∅
89 undif2 ⊢ z z P − 2 mod P ∪ S ∖ z z P − 2 mod P = z z P − 2 mod P ∪ S
90 simprl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ∈ S
91 oveq1 ⊢ y = z → y P − 2 = z P − 2
92 91 oveq1d ⊢ y = z → y P − 2 mod P = z P − 2 mod P
93 92 eleq1d ⊢ y = z → y P − 2 mod P ∈ S ↔ z P − 2 mod P ∈ S
94 13 simprd ⊢ φ → ∀ y ∈ S y P − 2 mod P ∈ S
95 94 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∀ y ∈ S y P − 2 mod P ∈ S
96 93 95 90 rspcdva ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z P − 2 mod P ∈ S
97 90 96 prssd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z z P − 2 mod P ⊆ S
98 ssequn1 ⊢ z z P − 2 mod P ⊆ S ↔ z z P − 2 mod P ∪ S = S
99 97 98 sylib ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z z P − 2 mod P ∪ S = S
100 89 99 eqtr2id ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S = z z P − 2 mod P ∪ S ∖ z z P − 2 mod P
101 40 60 62 66 67 79 86 88 100 gsumsplit ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S = ∑ T I ↾ S ↾ z z P − 2 mod P ⁢ ∑ T I ↾ S ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
102 97 resabs1d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → I ↾ S ↾ z z P − 2 mod P = I ↾ z z P − 2 mod P
103 102 oveq2d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S ↾ z z P − 2 mod P = ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P
104 difss ⊢ S ∖ z z P − 2 mod P ⊆ S
105 resabs1 ⊢ S ∖ z z P − 2 mod P ⊆ S → I ↾ S ↾ S ∖ z z P − 2 mod P = I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
106 104 105 ax-mp ⊢ I ↾ S ↾ S ∖ z z P − 2 mod P = I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
107 106 oveq2i ⊢ ∑ T I ↾ S ↾ S ∖ z z P − 2 mod P = ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
108 107 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S ↾ S ∖ z z P − 2 mod P = ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
109 103 108 oveq12d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S ↾ z z P − 2 mod P ⁢ ∑ T I ↾ S ↾ S ∖ z z P − 2 mod P = ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
110 101 109 eqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S = ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
111 110 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S mod P = ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P
112 prfi ⊢ z z P − 2 mod P ∈ Fin
113 112 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z z P − 2 mod P ∈ Fin
114 zsubrg ⊢ ℤ ∈ SubRing ⁡ ℂ fld
115 1 subrgsubm ⊢ ℤ ∈ SubRing ⁡ ℂ fld → ℤ ∈ SubMnd ⁡ T
116 114 115 mp1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ℤ ∈ SubMnd ⁡ T
117 f1oi ⊢ I ↾ z z P − 2 mod P : z z P − 2 mod P ⟶ 1-1 onto z z P − 2 mod P
118 f1of ⊢ I ↾ z z P − 2 mod P : z z P − 2 mod P ⟶ 1-1 onto z z P − 2 mod P → I ↾ z z P − 2 mod P : z z P − 2 mod P ⟶ z z P − 2 mod P
119 117 118 ax-mp ⊢ I ↾ z z P − 2 mod P : z z P − 2 mod P ⟶ z z P − 2 mod P
120 74 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ⊆ ℤ
121 97 120 sstrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z z P − 2 mod P ⊆ ℤ
122 fss ⊢ I ↾ z z P − 2 mod P : z z P − 2 mod P ⟶ z z P − 2 mod P ∧ z z P − 2 mod P ⊆ ℤ → I ↾ z z P − 2 mod P : z z P − 2 mod P ⟶ ℤ
123 119 121 122 sylancr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → I ↾ z z P − 2 mod P : z z P − 2 mod P ⟶ ℤ
124 83 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → 1 ∈ V
125 123 113 124 fdmfifsupp ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → finSupp 1 ⁡ I ↾ z z P − 2 mod P
126 60 66 113 116 123 125 gsumsubmcl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P ∈ ℤ
127 126 zred ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P ∈ ℝ
128 1red ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → 1 ∈ ℝ
129 72 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ⊆ 1 … P − 1
130 129 ssdifssd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∖ z z P − 2 mod P ⊆ 1 … P − 1
131 ssfi ⊢ 1 … P − 1 ∈ Fin ∧ S ∖ z z P − 2 mod P ⊆ 1 … P − 1 → S ∖ z z P − 2 mod P ∈ Fin
132 80 130 131 sylancr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∖ z z P − 2 mod P ∈ Fin
133 f1oi ⊢ I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P : S ∖ z z P − 2 mod P ⟶ 1-1 onto S ∖ z z P − 2 mod P
134 f1of ⊢ I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P : S ∖ z z P − 2 mod P ⟶ 1-1 onto S ∖ z z P − 2 mod P → I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P : S ∖ z z P − 2 mod P ⟶ S ∖ z z P − 2 mod P
135 133 134 ax-mp ⊢ I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P : S ∖ z z P − 2 mod P ⟶ S ∖ z z P − 2 mod P
136 120 ssdifssd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∖ z z P − 2 mod P ⊆ ℤ
137 fss ⊢ I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P : S ∖ z z P − 2 mod P ⟶ S ∖ z z P − 2 mod P ∧ S ∖ z z P − 2 mod P ⊆ ℤ → I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P : S ∖ z z P − 2 mod P ⟶ ℤ
138 135 136 137 sylancr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P : S ∖ z z P − 2 mod P ⟶ ℤ
139 138 132 124 fdmfifsupp ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → finSupp 1 ⁡ I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
140 60 66 132 116 138 139 gsumsubmcl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P ∈ ℤ
141 50 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ∈ ℝ +
142 35 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → T ∈ Mnd
143 76 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ⊆ ℂ
144 143 90 sseldd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ∈ ℂ
145 id ⊢ w = z → w = z
146 40 145 gsumsn ⊢ T ∈ Mnd ∧ z ∈ ℂ ∧ z ∈ ℂ → ∑ T w ∈ z w = z
147 142 144 144 146 syl3anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T w ∈ z w = z
148 147 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → ∑ T w ∈ z w = z
149 mptresid ⊢ I ↾ z = w ∈ z ⟼ w
150 dfsn2 ⊢ z = z z
151 animorrl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → z = 1 ∨ z = P − 1
152 3 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ∈ ℙ
153 129 90 sseldd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ∈ 1 … P − 1
154 wilthlem1 ⊢ P ∈ ℙ ∧ z ∈ 1 … P − 1 → z = z P − 2 mod P ↔ z = 1 ∨ z = P − 1
155 152 153 154 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z = z P − 2 mod P ↔ z = 1 ∨ z = P − 1
156 155 biimpar ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 ∨ z = P − 1 → z = z P − 2 mod P
157 151 156 syldan ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → z = z P − 2 mod P
158 157 preq2d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → z z = z z P − 2 mod P
159 150 158 eqtrid ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → z = z z P − 2 mod P
160 159 reseq2d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → I ↾ z = I ↾ z z P − 2 mod P
161 149 160 eqtr3id ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → w ∈ z ⟼ w = I ↾ z z P − 2 mod P
162 161 oveq2d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → ∑ T w ∈ z w = ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P
163 simpr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → z = 1
164 148 162 163 3eqtr3d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P = 1
165 164 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z = 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P mod P = 1 mod P
166 df-pr ⊢ z z P − 2 mod P = z ∪ z P − 2 mod P
167 166 reseq2i ⊢ I ↾ z z P − 2 mod P = I ↾ z ∪ z P − 2 mod P
168 mptresid ⊢ I ↾ z ∪ z P − 2 mod P = w ∈ z ∪ z P − 2 mod P ⟼ w
169 167 168 eqtri ⊢ I ↾ z z P − 2 mod P = w ∈ z ∪ z P − 2 mod P ⟼ w
170 169 oveq2i ⊢ ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P = ∑ T w ∈ z ∪ z P − 2 mod P w
171 65 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → T ∈ CMnd
172 snfi ⊢ z ∈ Fin
173 172 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → z ∈ Fin
174 elsni ⊢ w ∈ z → w = z
175 174 adantl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ w ∈ z → w = z
176 144 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ w ∈ z → z ∈ ℂ
177 175 176 eqeltrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ w ∈ z → w ∈ ℂ
178 177 adantlr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 ∧ w ∈ z → w ∈ ℂ
179 143 96 sseldd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z P − 2 mod P ∈ ℂ
180 179 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → z P − 2 mod P ∈ ℂ
181 simprr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ¬ z ∈ P − 1
182 velsn ⊢ z ∈ P − 1 ↔ z = P − 1
183 181 182 sylnib ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ¬ z = P − 1
184 biorf ⊢ ¬ z = P − 1 → z = 1 ↔ z = P − 1 ∨ z = 1
185 183 184 syl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z = 1 ↔ z = P − 1 ∨ z = 1
186 ovex ⊢ z P − 2 mod P ∈ V
187 186 elsn ⊢ z P − 2 mod P ∈ z ↔ z P − 2 mod P = z
188 eqcom ⊢ z P − 2 mod P = z ↔ z = z P − 2 mod P
189 187 188 bitri ⊢ z P − 2 mod P ∈ z ↔ z = z P − 2 mod P
190 orcom ⊢ z = P − 1 ∨ z = 1 ↔ z = 1 ∨ z = P − 1
191 155 189 190 3bitr4g ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z P − 2 mod P ∈ z ↔ z = P − 1 ∨ z = 1
192 185 191 bitr4d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z = 1 ↔ z P − 2 mod P ∈ z
193 192 necon3abid ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ≠ 1 ↔ ¬ z P − 2 mod P ∈ z
194 193 biimpa ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → ¬ z P − 2 mod P ∈ z
195 id ⊢ w = z P − 2 mod P → w = z P − 2 mod P
196 40 62 171 173 178 180 194 180 195 gsumunsn ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → ∑ T w ∈ z ∪ z P − 2 mod P w = ∑ T w ∈ z w ⁢ z P − 2 mod P
197 170 196 eqtrid ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P = ∑ T w ∈ z w ⁢ z P − 2 mod P
198 147 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → ∑ T w ∈ z w = z
199 198 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → ∑ T w ∈ z w ⁢ z P − 2 mod P = z ⁢ z P − 2 mod P
200 197 199 eqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P = z ⁢ z P − 2 mod P
201 200 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P mod P = z ⁢ z P − 2 mod P mod P
202 153 elfzelzd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ∈ ℤ
203 24 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ∈ ℕ
204 fzm1ndvds ⊢ P ∈ ℕ ∧ z ∈ 1 … P − 1 → ¬ P ∥ z
205 203 153 204 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ¬ P ∥ z
206 eqid ⊢ z P − 2 mod P = z P − 2 mod P
207 206 prmdiv ⊢ P ∈ ℙ ∧ z ∈ ℤ ∧ ¬ P ∥ z → z P − 2 mod P ∈ 1 … P − 1 ∧ P ∥ z ⁢ z P − 2 mod P − 1
208 152 202 205 207 syl3anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z P − 2 mod P ∈ 1 … P − 1 ∧ P ∥ z ⁢ z P − 2 mod P − 1
209 208 simprd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ∥ z ⁢ z P − 2 mod P − 1
210 elfznn ⊢ z ∈ 1 … P − 1 → z ∈ ℕ
211 153 210 syl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ∈ ℕ
212 129 96 sseldd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z P − 2 mod P ∈ 1 … P − 1
213 elfznn ⊢ z P − 2 mod P ∈ 1 … P − 1 → z P − 2 mod P ∈ ℕ
214 212 213 syl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z P − 2 mod P ∈ ℕ
215 211 214 nnmulcld ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ⁢ z P − 2 mod P ∈ ℕ
216 215 nnzd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ⁢ z P − 2 mod P ∈ ℤ
217 1zzd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → 1 ∈ ℤ
218 moddvds ⊢ P ∈ ℕ ∧ z ⁢ z P − 2 mod P ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ → z ⁢ z P − 2 mod P mod P = 1 mod P ↔ P ∥ z ⁢ z P − 2 mod P − 1
219 203 216 217 218 syl3anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ⁢ z P − 2 mod P mod P = 1 mod P ↔ P ∥ z ⁢ z P − 2 mod P − 1
220 209 219 mpbird ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z ⁢ z P − 2 mod P mod P = 1 mod P
221 220 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → z ⁢ z P − 2 mod P mod P = 1 mod P
222 201 221 eqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ z ≠ 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P mod P = 1 mod P
223 165 222 pm2.61dane ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P mod P = 1 mod P
224 modmul1 ⊢ ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P ∈ ℝ ∧ 1 ∈ ℝ ∧ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P ∈ ℤ ∧ P ∈ ℝ + ∧ ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P mod P = 1 mod P → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P = 1 ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P
225 127 128 140 141 223 224 syl221anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ z z P − 2 mod P ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P = 1 ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P
226 140 zcnd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P ∈ ℂ
227 226 mullidd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → 1 ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P = ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
228 227 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → 1 ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P = ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P
229 sseqin2 ⊢ z z P − 2 mod P ⊆ S ↔ S ∩ z z P − 2 mod P = z z P − 2 mod P
230 97 229 sylib ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∩ z z P − 2 mod P = z z P − 2 mod P
231 vex ⊢ z ∈ V
232 231 prnz ⊢ z z P − 2 mod P ≠ ∅
233 232 a1i ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z z P − 2 mod P ≠ ∅
234 230 233 eqnetrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∩ z z P − 2 mod P ≠ ∅
235 disj4 ⊢ S ∩ z z P − 2 mod P = ∅ ↔ ¬ S ∖ z z P − 2 mod P ⊂ S
236 235 necon2abii ⊢ S ∖ z z P − 2 mod P ⊂ S ↔ S ∩ z z P − 2 mod P ≠ ∅
237 234 236 sylibr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∖ z z P − 2 mod P ⊂ S
238 psseq1 ⊢ s = S ∖ z z P − 2 mod P → s ⊂ S ↔ S ∖ z z P − 2 mod P ⊂ S
239 reseq2 ⊢ s = S ∖ z z P − 2 mod P → I ↾ s = I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
240 239 oveq2d ⊢ s = S ∖ z z P − 2 mod P → ∑ T I ↾ s = ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P
241 240 oveq1d ⊢ s = S ∖ z z P − 2 mod P → ∑ T I ↾ s mod P = ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P
242 241 eqeq1d ⊢ s = S ∖ z z P − 2 mod P → ∑ T I ↾ s mod P = -1 mod P ↔ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P = -1 mod P
243 238 242 imbi12d ⊢ s = S ∖ z z P − 2 mod P → s ⊂ S → ∑ T I ↾ s mod P = -1 mod P ↔ S ∖ z z P − 2 mod P ⊂ S → ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P = -1 mod P
244 5 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∀ s ∈ A s ⊂ S → ∑ T I ↾ s mod P = -1 mod P
245 ovex ⊢ 1 … P − 1 ∈ V
246 245 elpw2 ⊢ S ∖ z z P − 2 mod P ∈ 𝒫 1 … P − 1 ↔ S ∖ z z P − 2 mod P ⊆ 1 … P − 1
247 130 246 sylibr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∖ z z P − 2 mod P ∈ 𝒫 1 … P − 1
248 14 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ S
249 eqcom ⊢ z = P − 1 ↔ P − 1 = z
250 182 249 bitri ⊢ z ∈ P − 1 ↔ P − 1 = z
251 181 250 sylnib ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ¬ P − 1 = z
252 oveq1 ⊢ P − 1 = z P − 2 mod P → P − 1 P − 2 = z P − 2 mod P P − 2
253 252 oveq1d ⊢ P − 1 = z P − 2 mod P → P − 1 P − 2 mod P = z P − 2 mod P P − 2 mod P
254 203 36 syl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ ℕ 0
255 nn0uz ⊢ ℕ 0 = ℤ ≥ 0
256 254 255 eleqtrdi ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ ℤ ≥ 0
257 eluzfz2 ⊢ P − 1 ∈ ℤ ≥ 0 → P − 1 ∈ 0 … P − 1
258 256 257 syl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ 0 … P − 1
259 prmz ⊢ P ∈ ℙ → P ∈ ℤ
260 152 259 syl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ∈ ℤ
261 120 248 sseldd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ ℤ
262 1z ⊢ 1 ∈ ℤ
263 zsubcl ⊢ P − 1 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ → P - 1 - 1 ∈ ℤ
264 261 262 263 sylancl ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P - 1 - 1 ∈ ℤ
265 dvdsmul1 ⊢ P ∈ ℤ ∧ P - 1 - 1 ∈ ℤ → P ∥ P ⁢ P - 1 - 1
266 260 264 265 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ∥ P ⁢ P - 1 - 1
267 203 nncnd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ∈ ℂ
268 264 zcnd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P - 1 - 1 ∈ ℂ
269 267 268 mulcld ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ⁢ P - 1 - 1 ∈ ℂ
270 1cnd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → 1 ∈ ℂ
271 254 nn0cnd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ ℂ
272 267 270 271 subdird ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ⁢ P − 1 = P ⁢ P − 1 − 1 ⁢ P − 1
273 267 271 mulcld ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ⁢ P − 1 ∈ ℂ
274 273 267 270 subsubd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ⁢ P − 1 − P − 1 = P ⁢ P − 1 - P + 1
275 271 mullidd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → 1 ⁢ P − 1 = P − 1
276 275 oveq2d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ⁢ P − 1 − 1 ⁢ P − 1 = P ⁢ P − 1 − P − 1
277 267 271 muls1d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ⁢ P - 1 - 1 = P ⁢ P − 1 − P
278 277 oveq1d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ⁢ P - 1 - 1 + 1 = P ⁢ P − 1 - P + 1
279 274 276 278 3eqtr4d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ⁢ P − 1 − 1 ⁢ P − 1 = P ⁢ P - 1 - 1 + 1
280 272 279 eqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ⁢ P − 1 = P ⁢ P - 1 - 1 + 1
281 269 270 280 mvrraddd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ⁢ P − 1 − 1 = P ⁢ P - 1 - 1
282 266 281 breqtrrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P ∥ P − 1 ⁢ P − 1 − 1
283 129 248 sseldd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ 1 … P − 1
284 fzm1ndvds ⊢ P ∈ ℕ ∧ P − 1 ∈ 1 … P − 1 → ¬ P ∥ P − 1
285 203 283 284 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ¬ P ∥ P − 1
286 eqid ⊢ P − 1 P − 2 mod P = P − 1 P − 2 mod P
287 286 prmdiveq ⊢ P ∈ ℙ ∧ P − 1 ∈ ℤ ∧ ¬ P ∥ P − 1 → P − 1 ∈ 0 … P − 1 ∧ P ∥ P − 1 ⁢ P − 1 − 1 ↔ P − 1 = P − 1 P − 2 mod P
288 152 261 285 287 syl3anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ 0 … P − 1 ∧ P ∥ P − 1 ⁢ P − 1 − 1 ↔ P − 1 = P − 1 P − 2 mod P
289 258 282 288 mpbi2and ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 = P − 1 P − 2 mod P
290 206 prmdivdiv ⊢ P ∈ ℙ ∧ z ∈ 1 … P − 1 → z = z P − 2 mod P P − 2 mod P
291 152 153 290 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → z = z P − 2 mod P P − 2 mod P
292 289 291 eqeq12d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 = z ↔ P − 1 P − 2 mod P = z P − 2 mod P P − 2 mod P
293 253 292 imbitrrid ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 = z P − 2 mod P → P − 1 = z
294 251 293 mtod ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ¬ P − 1 = z P − 2 mod P
295 ioran ⊢ ¬ P − 1 = z ∨ P − 1 = z P − 2 mod P ↔ ¬ P − 1 = z ∧ ¬ P − 1 = z P − 2 mod P
296 251 294 295 sylanbrc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ¬ P − 1 = z ∨ P − 1 = z P − 2 mod P
297 ovex ⊢ P − 1 ∈ V
298 297 elpr ⊢ P − 1 ∈ z z P − 2 mod P ↔ P − 1 = z ∨ P − 1 = z P − 2 mod P
299 296 298 sylnibr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ¬ P − 1 ∈ z z P − 2 mod P
300 248 299 eldifd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
301 eldifi ⊢ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P → y ∈ S
302 95 r19.21bi ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → y P − 2 mod P ∈ S
303 301 302 sylan2 ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P → y P − 2 mod P ∈ S
304 eldif ⊢ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P ↔ y ∈ S ∧ ¬ y ∈ z z P − 2 mod P
305 152 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → P ∈ ℙ
306 129 sselda ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → y ∈ 1 … P − 1
307 eqid ⊢ y P − 2 mod P = y P − 2 mod P
308 307 prmdivdiv ⊢ P ∈ ℙ ∧ y ∈ 1 … P − 1 → y = y P − 2 mod P P − 2 mod P
309 305 306 308 syl2anc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → y = y P − 2 mod P P − 2 mod P
310 oveq1 ⊢ y P − 2 mod P = z → y P − 2 mod P P − 2 = z P − 2
311 310 oveq1d ⊢ y P − 2 mod P = z → y P − 2 mod P P − 2 mod P = z P − 2 mod P
312 311 eqeq2d ⊢ y P − 2 mod P = z → y = y P − 2 mod P P − 2 mod P ↔ y = z P − 2 mod P
313 309 312 syl5ibcom ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → y P − 2 mod P = z → y = z P − 2 mod P
314 oveq1 ⊢ y P − 2 mod P = z P − 2 mod P → y P − 2 mod P P − 2 = z P − 2 mod P P − 2
315 314 oveq1d ⊢ y P − 2 mod P = z P − 2 mod P → y P − 2 mod P P − 2 mod P = z P − 2 mod P P − 2 mod P
316 291 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → z = z P − 2 mod P P − 2 mod P
317 309 316 eqeq12d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → y = z ↔ y P − 2 mod P P − 2 mod P = z P − 2 mod P P − 2 mod P
318 315 317 imbitrrid ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → y P − 2 mod P = z P − 2 mod P → y = z
319 313 318 orim12d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → y P − 2 mod P = z ∨ y P − 2 mod P = z P − 2 mod P → y = z P − 2 mod P ∨ y = z
320 ovex ⊢ y P − 2 mod P ∈ V
321 320 elpr ⊢ y P − 2 mod P ∈ z z P − 2 mod P ↔ y P − 2 mod P = z ∨ y P − 2 mod P = z P − 2 mod P
322 vex ⊢ y ∈ V
323 322 elpr ⊢ y ∈ z z P − 2 mod P ↔ y = z ∨ y = z P − 2 mod P
324 orcom ⊢ y = z ∨ y = z P − 2 mod P ↔ y = z P − 2 mod P ∨ y = z
325 323 324 bitri ⊢ y ∈ z z P − 2 mod P ↔ y = z P − 2 mod P ∨ y = z
326 319 321 325 3imtr4g ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → y P − 2 mod P ∈ z z P − 2 mod P → y ∈ z z P − 2 mod P
327 326 con3d ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S → ¬ y ∈ z z P − 2 mod P → ¬ y P − 2 mod P ∈ z z P − 2 mod P
328 327 impr ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S ∧ ¬ y ∈ z z P − 2 mod P → ¬ y P − 2 mod P ∈ z z P − 2 mod P
329 304 328 sylan2b ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P → ¬ y P − 2 mod P ∈ z z P − 2 mod P
330 303 329 eldifd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 ∧ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P → y P − 2 mod P ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
331 330 ralrimiva ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∀ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P y P − 2 mod P ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
332 300 331 jca ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → P − 1 ∈ S ∖ z z P − 2 mod P ∧ ∀ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P y P − 2 mod P ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
333 eleq2 ⊢ x = S ∖ z z P − 2 mod P → P − 1 ∈ x ↔ P − 1 ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
334 eleq2 ⊢ x = S ∖ z z P − 2 mod P → y P − 2 mod P ∈ x ↔ y P − 2 mod P ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
335 334 raleqbi1dv ⊢ x = S ∖ z z P − 2 mod P → ∀ y ∈ x y P − 2 mod P ∈ x ↔ ∀ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P y P − 2 mod P ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
336 333 335 anbi12d ⊢ x = S ∖ z z P − 2 mod P → P − 1 ∈ x ∧ ∀ y ∈ x y P − 2 mod P ∈ x ↔ P − 1 ∈ S ∖ z z P − 2 mod P ∧ ∀ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P y P − 2 mod P ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
337 336 2 elrab2 ⊢ S ∖ z z P − 2 mod P ∈ A ↔ S ∖ z z P − 2 mod P ∈ 𝒫 1 … P − 1 ∧ P − 1 ∈ S ∖ z z P − 2 mod P ∧ ∀ y ∈ S ∖ z z P − 2 mod P y P − 2 mod P ∈ S ∖ z z P − 2 mod P
338 247 332 337 sylanbrc ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∖ z z P − 2 mod P ∈ A
339 243 244 338 rspcdva ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → S ∖ z z P − 2 mod P ⊂ S → ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P = -1 mod P
340 237 339 mpd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P = -1 mod P
341 228 340 eqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → 1 ⁢ ∑ T I ↾ S ∖ z z P − 2 mod P mod P = -1 mod P
342 111 225 341 3eqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S mod P = -1 mod P
343 342 ex ⊢ φ → z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S mod P = -1 mod P
344 343 exlimdv ⊢ φ → ∃ z z ∈ S ∧ ¬ z ∈ P − 1 → ∑ T I ↾ S mod P = -1 mod P
345 58 344 biimtrid ⊢ φ → ¬ S ⊆ P − 1 → ∑ T I ↾ S mod P = -1 mod P
346 57 345 pm2.61d ⊢ φ → ∑ T I ↾ S mod P = -1 mod P