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Theorem lgsdchr 20999
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/n `  N )
lgsdchr.d  |-  D  =  ( Base `  G
)
lgsdchr.b  |-  B  =  ( Base `  Z
)
lgsdchr.l  |-  L  =  ( ZRHom `  Z
)
lgsdchr.x  |-  X  =  ( y  e.  B  |->  ( iota h E. m  e.  ZZ  (
y  =  ( L `
 m )  /\  h  =  ( m  / L N ) ) ) )
Assertion
Ref Expression
lgsdchr  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( X  e.  D  /\  X : B
--> RR ) )
Distinct variable groups:    y, B    h, m, y, L    h, N, m, y    y, X   
y, Z
Allowed substitution hints:    B( h, m)    D( y, h, m)    G( y, h, m)    X( h, m)    Z( h, m)

Proof of Theorem lgsdchr
Dummy variables  a 
b  x are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 iotaex 5375 . . . . . 6  |-  ( iota
h E. m  e.  ZZ  ( y  =  ( L `  m
)  /\  h  =  ( m  / L N
) ) )  e. 
_V
21a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  y  e.  B )  ->  ( iota h E. m  e.  ZZ  ( y  =  ( L `  m
)  /\  h  =  ( m  / L N
) ) )  e. 
_V )
3 lgsdchr.x . . . . . 6  |-  X  =  ( y  e.  B  |->  ( iota h E. m  e.  ZZ  (
y  =  ( L `
 m )  /\  h  =  ( m  / L N ) ) ) )
43a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  X  =  ( y  e.  B  |->  ( iota h E. m  e.  ZZ  ( y  =  ( L `  m
)  /\  h  =  ( m  / L N
) ) ) ) )
5 nnnn0 10160 . . . . . . . . 9  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  NN0 )
65adantr 452 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  N  e.  NN0 )
7 lgsdchr.z . . . . . . . . 9  |-  Z  =  (ℤ/n `  N )
8 lgsdchr.b . . . . . . . . 9  |-  B  =  ( Base `  Z
)
9 lgsdchr.l . . . . . . . . 9  |-  L  =  ( ZRHom `  Z
)
107, 8, 9znzrhfo 16751 . . . . . . . 8  |-  ( N  e.  NN0  ->  L : ZZ -onto-> B )
116, 10syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  L : ZZ -onto-> B )
12 foelrn 5827 . . . . . . 7  |-  ( ( L : ZZ -onto-> B  /\  x  e.  B
)  ->  E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a ) )
1311, 12sylan 458 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  x  e.  B )  ->  E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a ) )
14 lgsdchr.g . . . . . . . . . . 11  |-  G  =  (DChr `  N )
15 lgsdchr.d . . . . . . . . . . 11  |-  D  =  ( Base `  G
)
1614, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 20998 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( X `
 ( L `  a ) )  =  ( a  / L N ) )
17 simpr 448 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  a  e.  ZZ )
18 nnz 10235 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( N  e.  NN  ->  N  e.  ZZ )
1918ad2antrr 707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  N  e.  ZZ )
20 lgscl 20961 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( a  e.  ZZ  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( a  / L N )  e.  ZZ )
2117, 19, 20syl2anc 643 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( a  / L N )  e.  ZZ )
2221zred 10307 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( a  / L N )  e.  RR )
2316, 22eqeltrd 2461 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( X `
 ( L `  a ) )  e.  RR )
24 fveq2 5668 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( L `  a )  ->  ( X `  x )  =  ( X `  ( L `  a ) ) )
2524eleq1d 2453 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( L `  a )  ->  (
( X `  x
)  e.  RR  <->  ( X `  ( L `  a
) )  e.  RR ) )
2623, 25syl5ibrcom 214 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( x  =  ( L `  a )  ->  ( X `  x )  e.  RR ) )
2726rexlimdva 2773 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a )  ->  ( X `  x )  e.  RR ) )
2827imp 419 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a ) )  ->  ( X `  x )  e.  RR )
2913, 28syldan 457 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  x  e.  B )  ->  ( X `  x )  e.  RR )
302, 4, 29fmpt2d 5837 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  X : B --> RR )
31 ax-resscn 8980 . . . 4  |-  RR  C_  CC
32 fss 5539 . . . 4  |-  ( ( X : B --> RR  /\  RR  C_  CC )  ->  X : B --> CC )
3330, 31, 32sylancl 644 . . 3  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  X : B --> CC )
34 eqid 2387 . . . . . 6  |-  (Unit `  Z )  =  (Unit `  Z )
358, 34unitss 15692 . . . . 5  |-  (Unit `  Z )  C_  B
36 foelrn 5827 . . . . . . . . 9  |-  ( ( L : ZZ -onto-> B  /\  y  e.  B
)  ->  E. b  e.  ZZ  y  =  ( L `  b ) )
3711, 36sylan 458 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  y  e.  B )  ->  E. b  e.  ZZ  y  =  ( L `  b ) )
3813, 37anim12dan 811 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  B ) )  -> 
( E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a )  /\  E. b  e.  ZZ  y  =  ( L `  b ) ) )
39 reeanv 2818 . . . . . . . . 9  |-  ( E. a  e.  ZZ  E. b  e.  ZZ  (
x  =  ( L `
 a )  /\  y  =  ( L `  b ) )  <->  ( E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a )  /\  E. b  e.  ZZ  y  =  ( L `  b ) ) )
4017adantrr 698 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
a  e.  ZZ )
41 simprr 734 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
b  e.  ZZ )
426adantr 452 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  ->  N  e.  NN0 )
43 lgsdirnn0 20990 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ  /\  N  e.  NN0 )  ->  (
( a  x.  b
)  / L N
)  =  ( ( a  / L N
)  x.  ( b  / L N ) ) )
4440, 41, 42, 43syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( ( a  x.  b )  / L N )  =  ( ( a  / L N )  x.  (
b  / L N
) ) )
457zncrng 16748 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( N  e.  NN0  ->  Z  e. 
CRing )
466, 45syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  Z  e.  CRing )
47 crngrng 15601 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( Z  e.  CRing  ->  Z  e.  Ring )
4846, 47syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  Z  e.  Ring )
4948adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  ->  Z  e.  Ring )
50 eqid 2387 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  (flds  ZZ )  =  (flds  ZZ )
5150, 9zrhrhm 16716 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( Z  e.  Ring  ->  L  e.  ( (flds  ZZ ) RingHom  Z ) )
5249, 51syl 16 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  ->  L  e.  ( (flds  ZZ ) RingHom  Z ) )
53 zsscn 10222 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ZZ  C_  CC
54 cnfldbas 16630 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  CC  =  ( Base ` fld )
5550, 54ressbas2 13447 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ZZ  C_  CC  ->  ZZ  =  ( Base `  (flds  ZZ ) ) )
5653, 55ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ZZ  =  ( Base `  (flds  ZZ ) )
57 zex 10223 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ZZ  e.  _V
58 cnfldmul 16632 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  x.  =  ( .r ` fld )
5950, 58ressmulr 13509 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( ZZ  e.  _V  ->  x.  =  ( .r `  (flds  ZZ ) ) )
6057, 59ax-mp 8 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  x.  =  ( .r `  (flds  ZZ ) )
61 eqid 2387 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( .r
`  Z )  =  ( .r `  Z
)
6256, 60, 61rhmmul 15755 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( L  e.  ( (flds  ZZ ) RingHom  Z )  /\  a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ )  ->  ( L `  ( a  x.  b ) )  =  ( ( L `  a ) ( .r
`  Z ) ( L `  b ) ) )
6352, 40, 41, 62syl3anc 1184 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( L `  (
a  x.  b ) )  =  ( ( L `  a ) ( .r `  Z
) ( L `  b ) ) )
6463fveq2d 5672 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( X `  ( L `  ( a  x.  b ) ) )  =  ( X `  ( ( L `  a ) ( .r
`  Z ) ( L `  b ) ) ) )
65 zmulcl 10256 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ )  ->  ( a  x.  b
)  e.  ZZ )
6614, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 20998 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  x.  b )  e.  ZZ )  ->  ( X `  ( L `  ( a  x.  b ) ) )  =  ( ( a  x.  b )  / L N ) )
6765, 66sylan2 461 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( X `  ( L `  ( a  x.  b ) ) )  =  ( ( a  x.  b )  / L N ) )
6864, 67eqtr3d 2421 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( X `  (
( L `  a
) ( .r `  Z ) ( L `
 b ) ) )  =  ( ( a  x.  b )  / L N ) )
6916adantrr 698 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( X `  ( L `  a )
)  =  ( a  / L N ) )
7014, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 20998 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  b  e.  ZZ )  ->  ( X `
 ( L `  b ) )  =  ( b  / L N ) )
7170adantrl 697 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( X `  ( L `  b )
)  =  ( b  / L N ) )
7269, 71oveq12d 6038 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( ( X `  ( L `  a ) )  x.  ( X `
 ( L `  b ) ) )  =  ( ( a  / L N )  x.  ( b  / L N ) ) )
7344, 68, 723eqtr4d 2429 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( X `  (
( L `  a
) ( .r `  Z ) ( L `
 b ) ) )  =  ( ( X `  ( L `
 a ) )  x.  ( X `  ( L `  b ) ) ) )
74 oveq12 6029 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( x  =  ( L `
 a )  /\  y  =  ( L `  b ) )  -> 
( x ( .r
`  Z ) y )  =  ( ( L `  a ) ( .r `  Z
) ( L `  b ) ) )
7574fveq2d 5672 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  =  ( L `
 a )  /\  y  =  ( L `  b ) )  -> 
( X `  (
x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( X `
 ( ( L `
 a ) ( .r `  Z ) ( L `  b
) ) ) )
76 fveq2 5668 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( y  =  ( L `  b )  ->  ( X `  y )  =  ( X `  ( L `  b ) ) )
7724, 76oveqan12d 6039 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( x  =  ( L `
 a )  /\  y  =  ( L `  b ) )  -> 
( ( X `  x )  x.  ( X `  y )
)  =  ( ( X `  ( L `
 a ) )  x.  ( X `  ( L `  b ) ) ) )
7875, 77eqeq12d 2401 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  =  ( L `
 a )  /\  y  =  ( L `  b ) )  -> 
( ( X `  ( x ( .r
`  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x
)  x.  ( X `
 y ) )  <-> 
( X `  (
( L `  a
) ( .r `  Z ) ( L `
 b ) ) )  =  ( ( X `  ( L `
 a ) )  x.  ( X `  ( L `  b ) ) ) ) )
7973, 78syl5ibrcom 214 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( a  e.  ZZ  /\  b  e.  ZZ ) )  -> 
( ( x  =  ( L `  a
)  /\  y  =  ( L `  b ) )  ->  ( X `  ( x ( .r
`  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x
)  x.  ( X `
 y ) ) ) )
8079rexlimdvva 2780 . . . . . . . . 9  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( E. a  e.  ZZ  E. b  e.  ZZ  ( x  =  ( L `  a
)  /\  y  =  ( L `  b ) )  ->  ( X `  ( x ( .r
`  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x
)  x.  ( X `
 y ) ) ) )
8139, 80syl5bir 210 . . . . . . . 8  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( ( E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a )  /\  E. b  e.  ZZ  y  =  ( L `  b ) )  -> 
( X `  (
x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y ) ) ) )
8281imp 419 . . . . . . 7  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a )  /\  E. b  e.  ZZ  y  =  ( L `  b ) ) )  ->  ( X `  ( x ( .r
`  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x
)  x.  ( X `
 y ) ) )
8338, 82syldan 457 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  ( x  e.  B  /\  y  e.  B ) )  -> 
( X `  (
x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y ) ) )
8483ralrimivva 2741 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( X `  ( x ( .r `  Z
) y ) )  =  ( ( X `
 x )  x.  ( X `  y
) ) )
85 ssralv 3350 . . . . . . 7  |-  ( (Unit `  Z )  C_  B  ->  ( A. y  e.  B  ( X `  ( x ( .r
`  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x
)  x.  ( X `
 y ) )  ->  A. y  e.  (Unit `  Z ) ( X `
 ( x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y )
) ) )
8685ralimdv 2728 . . . . . 6  |-  ( (Unit `  Z )  C_  B  ->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( X `  ( x ( .r
`  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x
)  x.  ( X `
 y ) )  ->  A. x  e.  B  A. y  e.  (Unit `  Z ) ( X `
 ( x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y )
) ) )
87 ssralv 3350 . . . . . 6  |-  ( (Unit `  Z )  C_  B  ->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  (Unit `  Z )
( X `  (
x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y ) )  ->  A. x  e.  (Unit `  Z ) A. y  e.  (Unit `  Z )
( X `  (
x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y ) ) ) )
8886, 87syld 42 . . . . 5  |-  ( (Unit `  Z )  C_  B  ->  ( A. x  e.  B  A. y  e.  B  ( X `  ( x ( .r
`  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x
)  x.  ( X `
 y ) )  ->  A. x  e.  (Unit `  Z ) A. y  e.  (Unit `  Z )
( X `  (
x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y ) ) ) )
8935, 84, 88mpsyl 61 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  A. x  e.  (Unit `  Z ) A. y  e.  (Unit `  Z )
( X `  (
x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y ) ) )
90 1z 10243 . . . . . 6  |-  1  e.  ZZ
9114, 7, 15, 8, 9, 3lgsdchrval 20998 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  1  e.  ZZ )  ->  ( X `
 ( L ` 
1 ) )  =  ( 1  / L N ) )
9290, 91mpan2 653 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( X `  ( L `  1 ) )  =  ( 1  / L N ) )
93 eqid 2387 . . . . . . . 8  |-  ( 1r
`  Z )  =  ( 1r `  Z
)
949, 93zrh1 16717 . . . . . . 7  |-  ( Z  e.  Ring  ->  ( L `
 1 )  =  ( 1r `  Z
) )
9548, 94syl 16 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( L ` 
1 )  =  ( 1r `  Z ) )
9695fveq2d 5672 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( X `  ( L `  1 ) )  =  ( X `
 ( 1r `  Z ) ) )
9718adantr 452 . . . . . 6  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  N  e.  ZZ )
98 1lgs 20988 . . . . . 6  |-  ( N  e.  ZZ  ->  (
1  / L N
)  =  1 )
9997, 98syl 16 . . . . 5  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( 1  / L N )  =  1 )
10092, 96, 993eqtr3d 2427 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( X `  ( 1r `  Z ) )  =  1 )
101 lgsne0 20984 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( a  e.  ZZ  /\  N  e.  ZZ )  ->  ( ( a  / L N )  =/=  0  <->  ( a  gcd  N )  =  1 ) )
10217, 19, 101syl2anc 643 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( ( a  / L N
)  =/=  0  <->  (
a  gcd  N )  =  1 ) )
103102biimpd 199 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( ( a  / L N
)  =/=  0  -> 
( a  gcd  N
)  =  1 ) )
10416neeq1d 2563 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( ( X `  ( L `
 a ) )  =/=  0  <->  ( a  / L N )  =/=  0 ) )
1057, 34, 9znunit 16767 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( N  e.  NN0  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( ( L `  a )  e.  (Unit `  Z )  <->  ( a  gcd  N )  =  1 ) )
1066, 105sylan 458 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( ( L `  a )  e.  (Unit `  Z
)  <->  ( a  gcd 
N )  =  1 ) )
107103, 104, 1063imtr4d 260 . . . . . . . . 9  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( ( X `  ( L `
 a ) )  =/=  0  ->  ( L `  a )  e.  (Unit `  Z )
) )
10824neeq1d 2563 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( L `  a )  ->  (
( X `  x
)  =/=  0  <->  ( X `  ( L `  a ) )  =/=  0 ) )
109 eleq1 2447 . . . . . . . . . 10  |-  ( x  =  ( L `  a )  ->  (
x  e.  (Unit `  Z )  <->  ( L `  a )  e.  (Unit `  Z ) ) )
110108, 109imbi12d 312 . . . . . . . . 9  |-  ( x  =  ( L `  a )  ->  (
( ( X `  x )  =/=  0  ->  x  e.  (Unit `  Z ) )  <->  ( ( X `  ( L `  a ) )  =/=  0  ->  ( L `  a )  e.  (Unit `  Z ) ) ) )
111107, 110syl5ibrcom 214 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  a  e.  ZZ )  ->  ( x  =  ( L `  a )  ->  (
( X `  x
)  =/=  0  ->  x  e.  (Unit `  Z
) ) ) )
112111rexlimdva 2773 . . . . . . 7  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a )  ->  ( ( X `
 x )  =/=  0  ->  x  e.  (Unit `  Z ) ) ) )
113112imp 419 . . . . . 6  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  E. a  e.  ZZ  x  =  ( L `  a ) )  ->  ( ( X `  x )  =/=  0  ->  x  e.  (Unit `  Z )
) )
11413, 113syldan 457 . . . . 5  |-  ( ( ( N  e.  NN  /\ 
-.  2  ||  N
)  /\  x  e.  B )  ->  (
( X `  x
)  =/=  0  ->  x  e.  (Unit `  Z
) ) )
115114ralrimiva 2732 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  A. x  e.  B  ( ( X `  x )  =/=  0  ->  x  e.  (Unit `  Z ) ) )
11689, 100, 1153jca 1134 . . 3  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( A. x  e.  (Unit `  Z ) A. y  e.  (Unit `  Z ) ( X `
 ( x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y )
)  /\  ( X `  ( 1r `  Z
) )  =  1  /\  A. x  e.  B  ( ( X `
 x )  =/=  0  ->  x  e.  (Unit `  Z ) ) ) )
117 simpl 444 . . . 4  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  N  e.  NN )
11814, 7, 8, 34, 117, 15dchrelbas3 20889 . . 3  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( X  e.  D  <->  ( X : B
--> CC  /\  ( A. x  e.  (Unit `  Z
) A. y  e.  (Unit `  Z )
( X `  (
x ( .r `  Z ) y ) )  =  ( ( X `  x )  x.  ( X `  y ) )  /\  ( X `  ( 1r
`  Z ) )  =  1  /\  A. x  e.  B  (
( X `  x
)  =/=  0  ->  x  e.  (Unit `  Z
) ) ) ) ) )
11933, 116, 118mpbir2and 889 . 2  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  X  e.  D
)
120119, 30jca 519 1  |-  ( ( N  e.  NN  /\  -.  2  ||  N )  ->  ( X  e.  D  /\  X : B
--> RR ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    /\ w3a 936    = wceq 1649    e. wcel 1717    =/= wne 2550   A.wral 2649   E.wrex 2650   _Vcvv 2899    C_ wss 3263   class class class wbr 4153    e. cmpt 4207   iotacio 5356   -->wf 5390   -onto->wfo 5392   ` cfv 5394  (class class class)co 6020   CCcc 8921   RRcr 8922   0cc0 8923   1c1 8924    x. cmul 8928   NNcn 9932   2c2 9981   NN0cn0 10153   ZZcz 10214    || cdivides 12779    gcd cgcd 12933   Basecbs 13396   ↾s cress 13397   .rcmulr 13457   Ringcrg 15587   CRingccrg 15588   1rcur 15589  Unitcui 15671   RingHom crh 15744  ℂfldccnfld 16626   ZRHomczrh 16701  ℤ/nczn 16704  DChrcdchr 20883    / Lclgs 20945
This theorem was proved from axioms:  ax-1 5  ax-2 6  ax-3 7  ax-mp 8  ax-gen 1552  ax-5 1563  ax-17 1623  ax-9 1661  ax-8 1682  ax-13 1719  ax-14 1721  ax-6 1736  ax-7 1741  ax-11 1753  ax-12 1939  ax-ext 2368  ax-rep 4261  ax-sep 4271  ax-nul 4279  ax-pow 4318  ax-pr 4344  ax-un 4641  ax-inf2 7529  ax-cnex 8979  ax-resscn 8980  ax-1cn 8981  ax-icn 8982  ax-addcl 8983  ax-addrcl 8984  ax-mulcl 8985  ax-mulrcl 8986  ax-mulcom 8987  ax-addass 8988  ax-mulass 8989  ax-distr 8990  ax-i2m1 8991  ax-1ne0 8992  ax-1rid 8993  ax-rnegex 8994  ax-rrecex 8995  ax-cnre 8996  ax-pre-lttri 8997  ax-pre-lttrn 8998  ax-pre-ltadd 8999  ax-pre-mulgt0 9000  ax-pre-sup 9001  ax-addf 9002  ax-mulf 9003
This theorem depends on definitions:  df-bi 178  df-or 360  df-an 361  df-3or 937  df-3an 938  df-tru 1325  df-ex 1548  df-nf 1551  df-sb 1656  df-eu 2242  df-mo 2243  df-clab 2374  df-cleq 2380  df-clel 2383  df-nfc 2512  df-ne 2552  df-nel 2553  df-ral 2654  df-rex 2655  df-reu 2656  df-rmo 2657  df-rab 2658  df-v 2901  df-sbc 3105  df-csb 3195  df-dif 3266  df-un 3268  df-in 3270  df-ss 3277  df-pss 3279  df-nul 3572  df-if 3683  df-pw 3744  df-sn 3763  df-pr 3764  df-tp 3765  df-op 3766  df-uni 3958  df-int 3993  df-iun 4037  df-br 4154  df-opab 4208  df-mpt 4209  df-tr 4244  df-eprel 4435  df-id 4439  df-po 4444  df-so 4445  df-fr 4482  df-we 4484  df-ord 4525  df-on 4526  df-lim 4527  df-suc 4528  df-om 4786  df-xp 4824  df-rel 4825  df-cnv 4826  df-co 4827  df-dm 4828  df-rn 4829  df-res 4830  df-ima 4831  df-iota 5358  df-fun 5396  df-fn 5397  df-f 5398  df-f1 5399  df-fo 5400  df-f1o 5401  df-fv 5402  df-ov 6023  df-oprab 6024  df-mpt2 6025  df-1st 6288  df-2nd 6289  df-tpos 6415  df-riota 6485  df-recs 6569  df-rdg 6604  df-1o 6660  df-2o 6661  df-oadd 6664  df-er 6841  df-ec 6843  df-qs 6847  df-map 6956  df-en 7046  df-dom 7047  df-sdom 7048  df-fin 7049  df-sup 7381  df-card 7759  df-cda 7981  df-pnf 9055  df-mnf 9056  df-xr 9057  df-ltxr 9058  df-le 9059  df-sub 9225  df-neg 9226  df-div 9610  df-nn 9933  df-2 9990  df-3 9991  df-4 9992  df-5 9993  df-6 9994  df-7 9995  df-8 9996  df-9 9997  df-10 9998  df-n0 10154  df-z 10215  df-dec 10315  df-uz 10421  df-q 10507  df-rp 10545  df-fz 10976  df-fzo 11066  df-fl 11129  df-mod 11178  df-seq 11251  df-exp 11310  df-hash 11546  df-cj 11831  df-re 11832  df-im 11833  df-sqr 11967  df-abs 11968  df-dvds 12780  df-gcd 12934  df-prm 13007  df-phi 13082  df-pc 13138  df-struct 13398  df-ndx 13399  df-slot 13400  df-base 13401  df-sets 13402  df-ress 13403  df-plusg 13469  df-mulr 13470  df-starv 13471  df-sca 13472  df-vsca 13473  df-tset 13475  df-ple 13476  df-ds 13478  df-unif 13479  df-0g 13654  df-imas 13661  df-divs 13662  df-mnd 14617  df-mhm 14665  df-grp 14739  df-minusg 14740  df-sbg 14741  df-mulg 14742  df-subg 14868  df-nsg 14869  df-eqg 14870  df-ghm 14931  df-cmn 15341  df-abl 15342  df-mgp 15576  df-rng 15590  df-cring 15591  df-ur 15592  df-oppr 15655  df-dvdsr 15673  df-unit 15674  df-rnghom 15746  df-subrg 15793  df-lmod 15879  df-lss 15936  df-lsp 15975  df-sra 16171  df-rgmod 16172  df-lidl 16173  df-rsp 16174  df-2idl 16230  df-cnfld 16627  df-zrh 16705  df-zn 16708  df-dchr 20884  df-lgs 20946
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