MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  facth1 Structured version   Unicode version

Theorem facth1 21636
Description: The factor theorem and its converse. A polynomial  F has a root at  A iff  G  =  x  -  A is a factor of  F. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
ply1rem.p  |-  P  =  (Poly1 `  R )
ply1rem.b  |-  B  =  ( Base `  P
)
ply1rem.k  |-  K  =  ( Base `  R
)
ply1rem.x  |-  X  =  (var1 `  R )
ply1rem.m  |-  .-  =  ( -g `  P )
ply1rem.a  |-  A  =  (algSc `  P )
ply1rem.g  |-  G  =  ( X  .-  ( A `  N )
)
ply1rem.o  |-  O  =  (eval1 `  R )
ply1rem.1  |-  ( ph  ->  R  e. NzRing )
ply1rem.2  |-  ( ph  ->  R  e.  CRing )
ply1rem.3  |-  ( ph  ->  N  e.  K )
ply1rem.4  |-  ( ph  ->  F  e.  B )
facth1.z  |-  .0.  =  ( 0g `  R )
facth1.d  |-  .||  =  (
||r `  P )
Assertion
Ref Expression
facth1  |-  ( ph  ->  ( G  .||  F  <->  ( ( O `  F ) `  N )  =  .0.  ) )

Proof of Theorem facth1
StepHypRef Expression
1 ply1rem.1 . . . 4  |-  ( ph  ->  R  e. NzRing )
2 nzrrng 17343 . . . 4  |-  ( R  e. NzRing  ->  R  e.  Ring )
31, 2syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  R  e.  Ring )
4 ply1rem.4 . . 3  |-  ( ph  ->  F  e.  B )
5 ply1rem.p . . . . . 6  |-  P  =  (Poly1 `  R )
6 ply1rem.b . . . . . 6  |-  B  =  ( Base `  P
)
7 ply1rem.k . . . . . 6  |-  K  =  ( Base `  R
)
8 ply1rem.x . . . . . 6  |-  X  =  (var1 `  R )
9 ply1rem.m . . . . . 6  |-  .-  =  ( -g `  P )
10 ply1rem.a . . . . . 6  |-  A  =  (algSc `  P )
11 ply1rem.g . . . . . 6  |-  G  =  ( X  .-  ( A `  N )
)
12 ply1rem.o . . . . . 6  |-  O  =  (eval1 `  R )
13 ply1rem.2 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  R  e.  CRing )
14 ply1rem.3 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  N  e.  K )
15 eqid 2443 . . . . . 6  |-  (Monic1p `  R
)  =  (Monic1p `  R
)
16 eqid 2443 . . . . . 6  |-  ( deg1  `  R
)  =  ( deg1  `  R
)
17 facth1.z . . . . . 6  |-  .0.  =  ( 0g `  R )
185, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 1, 13, 14, 15, 16, 17ply1remlem 21634 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( G  e.  (Monic1p `  R )  /\  (
( deg1  `
 R ) `  G )  =  1  /\  ( `' ( O `  G )
" {  .0.  }
)  =  { N } ) )
1918simp1d 1000 . . . 4  |-  ( ph  ->  G  e.  (Monic1p `  R
) )
20 eqid 2443 . . . . 5  |-  (Unic1p `  R
)  =  (Unic1p `  R
)
2120, 15mon1puc1p 21622 . . . 4  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  G  e.  (Monic1p `  R ) )  ->  G  e.  (Unic1p `  R ) )
223, 19, 21syl2anc 661 . . 3  |-  ( ph  ->  G  e.  (Unic1p `  R
) )
23 facth1.d . . . 4  |-  .||  =  (
||r `  P )
24 eqid 2443 . . . 4  |-  ( 0g
`  P )  =  ( 0g `  P
)
25 eqid 2443 . . . 4  |-  (rem1p `  R
)  =  (rem1p `  R
)
265, 23, 6, 20, 24, 25dvdsr1p 21633 . . 3  |-  ( ( R  e.  Ring  /\  F  e.  B  /\  G  e.  (Unic1p `  R ) )  ->  ( G  .||  F 
<->  ( F (rem1p `  R
) G )  =  ( 0g `  P
) ) )
273, 4, 22, 26syl3anc 1218 . 2  |-  ( ph  ->  ( G  .||  F  <->  ( F
(rem1p `
 R ) G )  =  ( 0g
`  P ) ) )
285, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 1, 13, 14, 4, 25ply1rem 21635 . . 3  |-  ( ph  ->  ( F (rem1p `  R
) G )  =  ( A `  (
( O `  F
) `  N )
) )
295, 10, 17, 24ply1scl0 17742 . . . . 5  |-  ( R  e.  Ring  ->  ( A `
 .0.  )  =  ( 0g `  P
) )
303, 29syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( A `  .0.  )  =  ( 0g `  P ) )
3130eqcomd 2448 . . 3  |-  ( ph  ->  ( 0g `  P
)  =  ( A `
 .0.  ) )
3228, 31eqeq12d 2457 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( F (rem1p `  R ) G )  =  ( 0g `  P )  <->  ( A `  ( ( O `  F ) `  N
) )  =  ( A `  .0.  )
) )
335, 10, 7, 6ply1sclf1 17741 . . . 4  |-  ( R  e.  Ring  ->  A : K -1-1-> B )
343, 33syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  A : K -1-1-> B
)
35 eqid 2443 . . . . 5  |-  ( R  ^s  K )  =  ( R  ^s  K )
36 eqid 2443 . . . . 5  |-  ( Base `  ( R  ^s  K ) )  =  ( Base `  ( R  ^s  K ) )
37 fvex 5701 . . . . . . 7  |-  ( Base `  R )  e.  _V
387, 37eqeltri 2513 . . . . . 6  |-  K  e. 
_V
3938a1i 11 . . . . 5  |-  ( ph  ->  K  e.  _V )
4012, 5, 35, 7evl1rhm 17766 . . . . . . . 8  |-  ( R  e.  CRing  ->  O  e.  ( P RingHom  ( R  ^s  K
) ) )
4113, 40syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  O  e.  ( P RingHom 
( R  ^s  K ) ) )
426, 36rhmf 16816 . . . . . . 7  |-  ( O  e.  ( P RingHom  ( R  ^s  K ) )  ->  O : B --> ( Base `  ( R  ^s  K ) ) )
4341, 42syl 16 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  O : B --> ( Base `  ( R  ^s  K ) ) )
4443, 4ffvelrnd 5844 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( O `  F
)  e.  ( Base `  ( R  ^s  K ) ) )
4535, 7, 36, 1, 39, 44pwselbas 14427 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( O `  F
) : K --> K )
4645, 14ffvelrnd 5844 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( O `  F ) `  N
)  e.  K )
477, 17rng0cl 16666 . . . 4  |-  ( R  e.  Ring  ->  .0.  e.  K )
483, 47syl 16 . . 3  |-  ( ph  ->  .0.  e.  K )
49 f1fveq 5975 . . 3  |-  ( ( A : K -1-1-> B  /\  ( ( ( O `
 F ) `  N )  e.  K  /\  .0.  e.  K ) )  ->  ( ( A `  ( ( O `  F ) `  N ) )  =  ( A `  .0.  ) 
<->  ( ( O `  F ) `  N
)  =  .0.  )
)
5034, 46, 48, 49syl12anc 1216 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( A `  ( ( O `  F ) `  N
) )  =  ( A `  .0.  )  <->  ( ( O `  F
) `  N )  =  .0.  ) )
5127, 32, 503bitrd 279 1  |-  ( ph  ->  ( G  .||  F  <->  ( ( O `  F ) `  N )  =  .0.  ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 184    = wceq 1369    e. wcel 1756   _Vcvv 2972   {csn 3877   class class class wbr 4292   `'ccnv 4839   "cima 4843   -->wf 5414   -1-1->wf1 5415   ` cfv 5418  (class class class)co 6091   1c1 9283   Basecbs 14174   0gc0g 14378    ^s cpws 14385   -gcsg 15413   Ringcrg 16645   CRingccrg 16646   ||rcdsr 16730   RingHom crh 16804  NzRingcnzr 17339  algSccascl 17383  var1cv1 17632  Poly1cpl1 17633  eval1ce1 17749   deg1 cdg1 21523  Monic1pcmn1 21597  Unic1pcuc1p 21598  rem1pcr1p 21600
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-rep 4403  ax-sep 4413  ax-nul 4421  ax-pow 4470  ax-pr 4531  ax-un 6372  ax-inf2 7847  ax-cnex 9338  ax-resscn 9339  ax-1cn 9340  ax-icn 9341  ax-addcl 9342  ax-addrcl 9343  ax-mulcl 9344  ax-mulrcl 9345  ax-mulcom 9346  ax-addass 9347  ax-mulass 9348  ax-distr 9349  ax-i2m1 9350  ax-1ne0 9351  ax-1rid 9352  ax-rnegex 9353  ax-rrecex 9354  ax-cnre 9355  ax-pre-lttri 9356  ax-pre-lttrn 9357  ax-pre-ltadd 9358  ax-pre-mulgt0 9359  ax-pre-sup 9360  ax-addf 9361  ax-mulf 9362
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2430  df-cleq 2436  df-clel 2439  df-nfc 2568  df-ne 2608  df-nel 2609  df-ral 2720  df-rex 2721  df-reu 2722  df-rmo 2723  df-rab 2724  df-v 2974  df-sbc 3187  df-csb 3289  df-dif 3331  df-un 3333  df-in 3335  df-ss 3342  df-pss 3344  df-nul 3638  df-if 3792  df-pw 3862  df-sn 3878  df-pr 3880  df-tp 3882  df-op 3884  df-uni 4092  df-int 4129  df-iun 4173  df-iin 4174  df-br 4293  df-opab 4351  df-mpt 4352  df-tr 4386  df-eprel 4632  df-id 4636  df-po 4641  df-so 4642  df-fr 4679  df-se 4680  df-we 4681  df-ord 4722  df-on 4723  df-lim 4724  df-suc 4725  df-xp 4846  df-rel 4847  df-cnv 4848  df-co 4849  df-dm 4850  df-rn 4851  df-res 4852  df-ima 4853  df-iota 5381  df-fun 5420  df-fn 5421  df-f 5422  df-f1 5423  df-fo 5424  df-f1o 5425  df-fv 5426  df-isom 5427  df-riota 6052  df-ov 6094  df-oprab 6095  df-mpt2 6096  df-of 6320  df-ofr 6321  df-om 6477  df-1st 6577  df-2nd 6578  df-supp 6691  df-tpos 6745  df-recs 6832  df-rdg 6866  df-1o 6920  df-2o 6921  df-oadd 6924  df-er 7101  df-map 7216  df-pm 7217  df-ixp 7264  df-en 7311  df-dom 7312  df-sdom 7313  df-fin 7314  df-fsupp 7621  df-sup 7691  df-oi 7724  df-card 8109  df-pnf 9420  df-mnf 9421  df-xr 9422  df-ltxr 9423  df-le 9424  df-sub 9597  df-neg 9598  df-nn 10323  df-2 10380  df-3 10381  df-4 10382  df-5 10383  df-6 10384  df-7 10385  df-8 10386  df-9 10387  df-10 10388  df-n0 10580  df-z 10647  df-dec 10756  df-uz 10862  df-fz 11438  df-fzo 11549  df-seq 11807  df-hash 12104  df-struct 14176  df-ndx 14177  df-slot 14178  df-base 14179  df-sets 14180  df-ress 14181  df-plusg 14251  df-mulr 14252  df-starv 14253  df-sca 14254  df-vsca 14255  df-ip 14256  df-tset 14257  df-ple 14258  df-ds 14260  df-unif 14261  df-hom 14262  df-cco 14263  df-0g 14380  df-gsum 14381  df-prds 14386  df-pws 14388  df-mre 14524  df-mrc 14525  df-acs 14527  df-mnd 15415  df-mhm 15464  df-submnd 15465  df-grp 15545  df-minusg 15546  df-sbg 15547  df-mulg 15548  df-subg 15678  df-ghm 15745  df-cntz 15835  df-cmn 16279  df-abl 16280  df-mgp 16592  df-ur 16604  df-srg 16608  df-rng 16647  df-cring 16648  df-oppr 16715  df-dvdsr 16733  df-unit 16734  df-invr 16764  df-rnghom 16806  df-subrg 16863  df-lmod 16950  df-lss 17014  df-lsp 17053  df-nzr 17340  df-rlreg 17354  df-assa 17384  df-asp 17385  df-ascl 17386  df-psr 17423  df-mvr 17424  df-mpl 17425  df-opsr 17427  df-evls 17588  df-evl 17589  df-psr1 17636  df-vr1 17637  df-ply1 17638  df-coe1 17639  df-evl1 17751  df-cnfld 17819  df-mdeg 21524  df-deg1 21525  df-mon1 21602  df-uc1p 21603  df-q1p 21604  df-r1p 21605
This theorem is referenced by:  fta1glem1  21637  fta1glem2  21638
  Copyright terms: Public domain W3C validator