MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lgsdchr Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lgsdchr 25125
Description: The Legendre symbol function 𝑋(𝑚) = (𝑚 /L 𝑁), where 𝑁 is an odd positive number, is a real Dirichlet character modulo 𝑁. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
lgsdchr.g 𝐺 = (DChr‘𝑁)
lgsdchr.z 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
lgsdchr.d 𝐷 = (Base‘𝐺)
lgsdchr.b 𝐵 = (Base‘𝑍)
lgsdchr.l 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
lgsdchr.x 𝑋 = (𝑦𝐵 ↦ (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁))))
Assertion
Ref Expression
lgsdchr ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋𝐷𝑋:𝐵⟶ℝ))
Distinct variable groups:   𝑦,𝐵   ,𝑚,𝑦,𝐿   ,𝑁,𝑚,𝑦   𝑦,𝑋   𝑦,𝑍
Allowed substitution hints:   𝐵(,𝑚)   𝐷(𝑦,,𝑚)   𝐺(𝑦,,𝑚)   𝑋(,𝑚)   𝑍(,𝑚)

Proof of Theorem lgsdchr
Dummy variables 𝑎 𝑏 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iotaex 5906 . . . . . 6 (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁))) ∈ V
21a1i 11 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑦𝐵) → (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁))) ∈ V)
3 lgsdchr.x . . . . . 6 𝑋 = (𝑦𝐵 ↦ (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁))))
43a1i 11 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋 = (𝑦𝐵 ↦ (℩𝑚 ∈ ℤ (𝑦 = (𝐿𝑚) ∧ = (𝑚 /L 𝑁)))))
5 nnnn0 11337 . . . . . . . . 9 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
65adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ0)
7 lgsdchr.z . . . . . . . . 9 𝑍 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
8 lgsdchr.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝑍)
9 lgsdchr.l . . . . . . . . 9 𝐿 = (ℤRHom‘𝑍)
107, 8, 9znzrhfo 19944 . . . . . . . 8 (𝑁 ∈ ℕ0𝐿:ℤ–onto𝐵)
116, 10syl 17 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝐿:ℤ–onto𝐵)
12 foelrn 6418 . . . . . . 7 ((𝐿:ℤ–onto𝐵𝑥𝐵) → ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎))
1311, 12sylan 487 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥𝐵) → ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎))
14 lgsdchr.g . . . . . . . . . . 11 𝐺 = (DChr‘𝑁)
15 lgsdchr.d . . . . . . . . . . 11 𝐷 = (Base‘𝐺)
1614, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 25124 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿𝑎)) = (𝑎 /L 𝑁))
17 simpr 476 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝑎 ∈ ℤ)
18 nnz 11437 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
1918ad2antrr 762 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → 𝑁 ∈ ℤ)
20 lgscl 25081 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℤ)
2117, 19, 20syl2anc 694 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℤ)
2221zred 11520 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑎 /L 𝑁) ∈ ℝ)
2316, 22eqeltrd 2730 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿𝑎)) ∈ ℝ)
24 fveq2 6229 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐿𝑎) → (𝑋𝑥) = (𝑋‘(𝐿𝑎)))
2524eleq1d 2715 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐿𝑎) → ((𝑋𝑥) ∈ ℝ ↔ (𝑋‘(𝐿𝑎)) ∈ ℝ))
2623, 25syl5ibrcom 237 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑥 = (𝐿𝑎) → (𝑋𝑥) ∈ ℝ))
2726rexlimdva 3060 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) → (𝑋𝑥) ∈ ℝ))
2827imp 444 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎)) → (𝑋𝑥) ∈ ℝ)
2913, 28syldan 486 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥𝐵) → (𝑋𝑥) ∈ ℝ)
302, 4, 29fmpt2d 6433 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋:𝐵⟶ℝ)
31 ax-resscn 10031 . . . 4 ℝ ⊆ ℂ
32 fss 6094 . . . 4 ((𝑋:𝐵⟶ℝ ∧ ℝ ⊆ ℂ) → 𝑋:𝐵⟶ℂ)
3330, 31, 32sylancl 695 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋:𝐵⟶ℂ)
34 eqid 2651 . . . . . 6 (Unit‘𝑍) = (Unit‘𝑍)
358, 34unitss 18706 . . . . 5 (Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵
36 foelrn 6418 . . . . . . . . 9 ((𝐿:ℤ–onto𝐵𝑦𝐵) → ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏))
3711, 36sylan 487 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑦𝐵) → ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏))
3813, 37anim12dan 900 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏)))
39 reeanv 3136 . . . . . . . . 9 (∃𝑎 ∈ ℤ ∃𝑏 ∈ ℤ (𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) ↔ (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏)))
4017adantrr 753 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑎 ∈ ℤ)
41 simprr 811 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑏 ∈ ℤ)
426adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
43 lgsdirnn0 25114 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℕ0) → ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
4440, 41, 42, 43syl3anc 1366 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
457zncrng 19941 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝑁 ∈ ℕ0𝑍 ∈ CRing)
466, 45syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑍 ∈ CRing)
47 crngring 18604 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝑍 ∈ CRing → 𝑍 ∈ Ring)
4846, 47syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑍 ∈ Ring)
4948adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝑍 ∈ Ring)
509zrhrhm 19908 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑍 ∈ Ring → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
5149, 50syl 17 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → 𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍))
52 zringbas 19872 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ℤ = (Base‘ℤring)
53 zringmulr 19875 . . . . . . . . . . . . . . . 16 · = (.r‘ℤring)
54 eqid 2651 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (.r𝑍) = (.r𝑍)
5552, 53, 54rhmmul 18775 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐿 ∈ (ℤring RingHom 𝑍) ∧ 𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝐿‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏)))
5651, 40, 41, 55syl3anc 1366 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝐿‘(𝑎 · 𝑏)) = ((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏)))
5756fveq2d 6233 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))))
58 zmulcl 11464 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝑎 · 𝑏) ∈ ℤ)
5914, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 25124 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 · 𝑏) ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
6058, 59sylan2 490 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿‘(𝑎 · 𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
6157, 60eqtr3d 2687 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))) = ((𝑎 · 𝑏) /L 𝑁))
6216adantrr 753 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿𝑎)) = (𝑎 /L 𝑁))
6314, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 25124 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑏 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿𝑏)) = (𝑏 /L 𝑁))
6463adantrl 752 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘(𝐿𝑏)) = (𝑏 /L 𝑁))
6562, 64oveq12d 6708 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑋‘(𝐿𝑎)) · (𝑋‘(𝐿𝑏))) = ((𝑎 /L 𝑁) · (𝑏 /L 𝑁)))
6644, 61, 653eqtr4d 2695 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))) = ((𝑋‘(𝐿𝑎)) · (𝑋‘(𝐿𝑏))))
67 oveq12 6699 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑥(.r𝑍)𝑦) = ((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏)))
6867fveq2d 6233 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))))
69 fveq2 6229 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑦 = (𝐿𝑏) → (𝑋𝑦) = (𝑋‘(𝐿𝑏)))
7024, 69oveqan12d 6709 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) = ((𝑋‘(𝐿𝑎)) · (𝑋‘(𝐿𝑏))))
7168, 70eqeq12d 2666 . . . . . . . . . . 11 ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → ((𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ↔ (𝑋‘((𝐿𝑎)(.r𝑍)(𝐿𝑏))) = ((𝑋‘(𝐿𝑎)) · (𝑋‘(𝐿𝑏)))))
7266, 71syl5ibrcom 237 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑏 ∈ ℤ)) → ((𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
7372rexlimdvva 3067 . . . . . . . . 9 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ ∃𝑏 ∈ ℤ (𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
7439, 73syl5bir 233 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ((∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
7574imp 444 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) ∧ ∃𝑏 ∈ ℤ 𝑦 = (𝐿𝑏))) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
7638, 75syldan 486 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
7776ralrimivva 3000 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥𝐵𝑦𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
78 ssralv 3699 . . . . . . 7 ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑦𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) → ∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
7978ralimdv 2992 . . . . . 6 ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥𝐵𝑦𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) → ∀𝑥𝐵𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
80 ssralv 3699 . . . . . 6 ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥𝐵𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) → ∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
8179, 80syld 47 . . . . 5 ((Unit‘𝑍) ⊆ 𝐵 → (∀𝑥𝐵𝑦𝐵 (𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) → ∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
8235, 77, 81mpsyl 68 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
83 1z 11445 . . . . . 6 1 ∈ ℤ
8414, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 25124 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 1 ∈ ℤ) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (1 /L 𝑁))
8583, 84mpan2 707 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (1 /L 𝑁))
86 eqid 2651 . . . . . . . 8 (1r𝑍) = (1r𝑍)
879, 86zrh1 19909 . . . . . . 7 (𝑍 ∈ Ring → (𝐿‘1) = (1r𝑍))
8848, 87syl 17 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝐿‘1) = (1r𝑍))
8988fveq2d 6233 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(𝐿‘1)) = (𝑋‘(1r𝑍)))
9018adantr 480 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℤ)
91 1lgs 25110 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℤ → (1 /L 𝑁) = 1)
9290, 91syl 17 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (1 /L 𝑁) = 1)
9385, 89, 923eqtr3d 2693 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋‘(1r𝑍)) = 1)
94 lgsne0 25105 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑎 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
9517, 19, 94syl2anc 694 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
9695biimpd 219 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑎 /L 𝑁) ≠ 0 → (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
9716neeq1d 2882 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑋‘(𝐿𝑎)) ≠ 0 ↔ (𝑎 /L 𝑁) ≠ 0))
987, 34, 9znunit 19960 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑎 ∈ ℤ) → ((𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
996, 98sylan 487 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝑎 gcd 𝑁) = 1))
10096, 97, 993imtr4d 283 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → ((𝑋‘(𝐿𝑎)) ≠ 0 → (𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍)))
10124neeq1d 2882 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐿𝑎) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 ↔ (𝑋‘(𝐿𝑎)) ≠ 0))
102 eleq1 2718 . . . . . . . . . 10 (𝑥 = (𝐿𝑎) → (𝑥 ∈ (Unit‘𝑍) ↔ (𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍)))
103101, 102imbi12d 333 . . . . . . . . 9 (𝑥 = (𝐿𝑎) → (((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)) ↔ ((𝑋‘(𝐿𝑎)) ≠ 0 → (𝐿𝑎) ∈ (Unit‘𝑍))))
104100, 103syl5ibrcom 237 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑎 ∈ ℤ) → (𝑥 = (𝐿𝑎) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
105104rexlimdva 3060 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
106105imp 444 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ ∃𝑎 ∈ ℤ 𝑥 = (𝐿𝑎)) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
10713, 106syldan 486 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) ∧ 𝑥𝐵) → ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
108107ralrimiva 2995 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → ∀𝑥𝐵 ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)))
10982, 93, 1083jca 1261 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r𝑍)) = 1 ∧ ∀𝑥𝐵 ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))
110 simpl 472 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑁 ∈ ℕ)
11114, 7, 8, 34, 110, 15dchrelbas3 25008 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋𝐷 ↔ (𝑋:𝐵⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘𝑍)∀𝑦 ∈ (Unit‘𝑍)(𝑋‘(𝑥(.r𝑍)𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r𝑍)) = 1 ∧ ∀𝑥𝐵 ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘𝑍))))))
11233, 109, 111mpbir2and 977 . 2 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → 𝑋𝐷)
113112, 30jca 553 1 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ ¬ 2 ∥ 𝑁) → (𝑋𝐷𝑋:𝐵⟶ℝ))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 196  wa 383  w3a 1054   = wceq 1523  wcel 2030  wne 2823  wral 2941  wrex 2942  Vcvv 3231  wss 3607   class class class wbr 4685  cmpt 4762  cio 5887  wf 5922  ontowfo 5924  cfv 5926  (class class class)co 6690  cc 9972  cr 9973  0cc0 9974  1c1 9975   · cmul 9979  cn 11058  2c2 11108  0cn0 11330  cz 11415  cdvds 15027   gcd cgcd 15263  Basecbs 15904  .rcmulr 15989  1rcur 18547  Ringcrg 18593  CRingccrg 18594  Unitcui 18685   RingHom crh 18760  ringzring 19866  ℤRHomczrh 19896  ℤ/nczn 19899  DChrcdchr 25002   /L clgs 25064
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-rep 4804  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-inf2 8576  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051  ax-pre-sup 10052  ax-addf 10053  ax-mulf 10054
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rmo 2949  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-tpos 7397  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-2o 7606  df-oadd 7609  df-er 7787  df-ec 7789  df-qs 7793  df-map 7901  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-sup 8389  df-inf 8390  df-card 8803  df-cda 9028  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-div 10723  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-7 11122  df-8 11123  df-9 11124  df-n0 11331  df-xnn0 11402  df-z 11416  df-dec 11532  df-uz 11726  df-q 11827  df-rp 11871  df-fz 12365  df-fzo 12505  df-fl 12633  df-mod 12709  df-seq 12842  df-exp 12901  df-hash 13158  df-cj 13883  df-re 13884  df-im 13885  df-sqrt 14019  df-abs 14020  df-dvds 15028  df-gcd 15264  df-prm 15433  df-phi 15518  df-pc 15589  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-sets 15911  df-ress 15912  df-plusg 16001  df-mulr 16002  df-starv 16003  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ip 16006  df-tset 16007  df-ple 16008  df-ds 16011  df-unif 16012  df-0g 16149  df-imas 16215  df-qus 16216  df-mgm 17289  df-sgrp 17331  df-mnd 17342  df-mhm 17382  df-grp 17472  df-minusg 17473  df-sbg 17474  df-mulg 17588  df-subg 17638  df-nsg 17639  df-eqg 17640  df-ghm 17705  df-cmn 18241  df-abl 18242  df-mgp 18536  df-ur 18548  df-ring 18595  df-cring 18596  df-oppr 18669  df-dvdsr 18687  df-unit 18688  df-rnghom 18763  df-subrg 18826  df-lmod 18913  df-lss 18981  df-lsp 19020  df-sra 19220  df-rgmod 19221  df-lidl 19222  df-rsp 19223  df-2idl 19280  df-cnfld 19795  df-zring 19867  df-zrh 19900  df-zn 19903  df-dchr 25003  df-lgs 25065
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator