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Theorem lgseisenlem3 21088
Description: Lemma for lgseisen 21090. (Contributed by Mario Carneiro, 17-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lgseisen.1  |-  ( ph  ->  P  e.  ( Prime  \  { 2 } ) )
lgseisen.2  |-  ( ph  ->  Q  e.  ( Prime  \  { 2 } ) )
lgseisen.3  |-  ( ph  ->  P  =/=  Q )
lgseisen.4  |-  R  =  ( ( Q  x.  ( 2  x.  x
) )  mod  P
)
lgseisen.5  |-  M  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  / 
2 ) )
lgseisen.6  |-  S  =  ( ( Q  x.  ( 2  x.  y
) )  mod  P
)
lgseisen.7  |-  Y  =  (ℤ/n `  P )
lgseisen.8  |-  G  =  (mulGrp `  Y )
lgseisen.9  |-  L  =  ( ZRHom `  Y
)
Assertion
Ref Expression
lgseisenlem3  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) )  =  ( 1r `  Y
) )
Distinct variable groups:    x, G    x, L    x, y, P    ph, x, y    y, M   
x, Q, y    x, Y    x, S
Allowed substitution hints:    R( x, y)    S( y)    G( y)    L( y)    M( x)    Y( y)

Proof of Theorem lgseisenlem3
Dummy variable  k is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq2 6048 . . . . . . . . 9  |-  ( k  =  x  ->  (
2  x.  k )  =  ( 2  x.  x ) )
21fveq2d 5691 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  x  ->  ( L `  ( 2  x.  k ) )  =  ( L `  (
2  x.  x ) ) )
32cbvmptv 4260 . . . . . . 7  |-  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  k ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  x
) ) )
43oveq2i 6051 . . . . . 6  |-  ( G 
gsumg  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  k ) ) ) )  =  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) )
5 lgseisen.8 . . . . . . . 8  |-  G  =  (mulGrp `  Y )
6 eqid 2404 . . . . . . . 8  |-  ( Base `  Y )  =  (
Base `  Y )
75, 6mgpbas 15609 . . . . . . 7  |-  ( Base `  Y )  =  (
Base `  G )
8 eqid 2404 . . . . . . 7  |-  ( 0g
`  G )  =  ( 0g `  G
)
9 lgseisen.1 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  P  e.  ( Prime  \  { 2 } ) )
109eldifad 3292 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  P  e.  Prime )
11 lgseisen.7 . . . . . . . . . . 11  |-  Y  =  (ℤ/n `  P )
1211znfld 16796 . . . . . . . . . 10  |-  ( P  e.  Prime  ->  Y  e. Field
)
1310, 12syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  Y  e. Field )
14 isfld 15799 . . . . . . . . . 10  |-  ( Y  e. Field 
<->  ( Y  e.  DivRing  /\  Y  e.  CRing ) )
1514simprbi 451 . . . . . . . . 9  |-  ( Y  e. Field  ->  Y  e.  CRing )
1613, 15syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  Y  e.  CRing )
175crngmgp 15627 . . . . . . . 8  |-  ( Y  e.  CRing  ->  G  e. CMnd )
1816, 17syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  G  e. CMnd )
19 fzfid 11267 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  e.  Fin )
20 crngrng 15629 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( Y  e.  CRing  ->  Y  e.  Ring )
2116, 20syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ph  ->  Y  e.  Ring )
22 eqid 2404 . . . . . . . . . . . 12  |-  (flds  ZZ )  =  (flds  ZZ )
23 lgseisen.9 . . . . . . . . . . . 12  |-  L  =  ( ZRHom `  Y
)
2422, 23zrhrhm 16748 . . . . . . . . . . 11  |-  ( Y  e.  Ring  ->  L  e.  ( (flds  ZZ ) RingHom  Y ) )
2521, 24syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( ph  ->  L  e.  ( (flds  ZZ ) RingHom  Y ) )
26 zsubrg 16707 . . . . . . . . . . . 12  |-  ZZ  e.  (SubRing ` fld )
2722subrgbas 15832 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ZZ  e.  (SubRing ` fld )  ->  ZZ  =  ( Base `  (flds  ZZ ) ) )
2826, 27ax-mp 8 . . . . . . . . . . 11  |-  ZZ  =  ( Base `  (flds  ZZ ) )
2928, 6rhmf 15782 . . . . . . . . . 10  |-  ( L  e.  ( (flds  ZZ ) RingHom  Y )  ->  L : ZZ --> ( Base `  Y )
)
3025, 29syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( ph  ->  L : ZZ --> ( Base `  Y ) )
31 2z 10268 . . . . . . . . . 10  |-  2  e.  ZZ
32 elfzelz 11015 . . . . . . . . . 10  |-  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  ->  k  e.  ZZ )
33 zmulcl 10280 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( 2  e.  ZZ  /\  k  e.  ZZ )  ->  ( 2  x.  k
)  e.  ZZ )
3431, 32, 33sylancr 645 . . . . . . . . 9  |-  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  ->  (
2  x.  k )  e.  ZZ )
35 ffvelrn 5827 . . . . . . . . 9  |-  ( ( L : ZZ --> ( Base `  Y )  /\  (
2  x.  k )  e.  ZZ )  -> 
( L `  (
2  x.  k ) )  e.  ( Base `  Y ) )
3630, 34, 35syl2an 464 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  k  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( 2  x.  k ) )  e.  ( Base `  Y
) )
37 eqid 2404 . . . . . . . 8  |-  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  k ) ) )  =  ( k  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  k
) ) )
3836, 37fmptd 5852 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  k ) ) ) : ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) --> ( Base `  Y
) )
3937mptpreima 5322 . . . . . . . . 9  |-  ( `' ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  k ) ) ) " ( _V  \  { ( 0g
`  G ) } ) )  =  {
k  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |  ( L `  (
2  x.  k ) )  e.  ( _V 
\  { ( 0g
`  G ) } ) }
40 ssrab2 3388 . . . . . . . . 9  |-  { k  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |  ( L `  ( 2  x.  k ) )  e.  ( _V  \  { ( 0g `  G ) } ) }  C_  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )
4139, 40eqsstri 3338 . . . . . . . 8  |-  ( `' ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  k ) ) ) " ( _V  \  { ( 0g
`  G ) } ) )  C_  (
1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )
42 ssfi 7288 . . . . . . . 8  |-  ( ( ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  e.  Fin  /\  ( `' ( k  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  k
) ) ) "
( _V  \  {
( 0g `  G
) } ) ) 
C_  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) ) )  -> 
( `' ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  k ) ) )
" ( _V  \  { ( 0g `  G ) } ) )  e.  Fin )
4319, 41, 42sylancl 644 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( `' ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  k ) ) )
" ( _V  \  { ( 0g `  G ) } ) )  e.  Fin )
44 lgseisen.2 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  Q  e.  ( Prime  \  { 2 } ) )
45 lgseisen.3 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  P  =/=  Q )
46 lgseisen.4 . . . . . . . 8  |-  R  =  ( ( Q  x.  ( 2  x.  x
) )  mod  P
)
47 lgseisen.5 . . . . . . . 8  |-  M  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  / 
2 ) )
48 lgseisen.6 . . . . . . . 8  |-  S  =  ( ( Q  x.  ( 2  x.  y
) )  mod  P
)
499, 44, 45, 46, 47, 48lgseisenlem2 21087 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  M : ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) ) -1-1-onto-> ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) ) )
507, 8, 18, 19, 38, 43, 49gsumf1o 15477 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  k ) ) ) )  =  ( G  gsumg  ( ( k  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  k
) ) )  o.  M ) ) )
514, 50syl5eqr 2450 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) )  =  ( G  gsumg  ( ( k  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  k
) ) )  o.  M ) ) )
529, 44, 45, 46, 47lgseisenlem1 21086 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  M : ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) ) --> ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) )
5347fmpt 5849 . . . . . . . 8  |-  ( A. x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) ) ( ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  R )  mod 
P )  /  2
)  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  <->  M :
( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) --> ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) ) )
5452, 53sylibr 204 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  A. x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) ( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  / 
2 )  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) )
5547a1i 11 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  M  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 ) ) )
56 eqidd 2405 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  k ) ) )  =  ( k  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  k ) ) ) )
57 oveq2 6048 . . . . . . . 8  |-  ( k  =  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 )  -> 
( 2  x.  k
)  =  ( 2  x.  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 ) ) )
5857fveq2d 5691 . . . . . . 7  |-  ( k  =  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 )  -> 
( L `  (
2  x.  k ) )  =  ( L `
 ( 2  x.  ( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  / 
2 ) ) ) )
5954, 55, 56, 58fmptcof 5861 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( ( k  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  k
) ) )  o.  M )  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 ) ) ) ) )
6059oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( ( k  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  k
) ) )  o.  M ) )  =  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 ) ) ) ) ) )
6144eldifad 3292 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ph  ->  Q  e.  Prime )
6261adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  Q  e.  Prime )
63 prmz 13038 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( Q  e.  Prime  ->  Q  e.  ZZ )
6462, 63syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  Q  e.  ZZ )
65 2nn 10089 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  2  e.  NN
66 elfznn 11036 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22  |-  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  ->  x  e.  NN )
6766adantl 453 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  x  e.  NN )
68 nnmulcl 9979 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21  |-  ( ( 2  e.  NN  /\  x  e.  NN )  ->  ( 2  x.  x
)  e.  NN )
6965, 67, 68sylancr 645 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
2  x.  x )  e.  NN )
7069nnzd 10330 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
2  x.  x )  e.  ZZ )
7164, 70zmulcld 10337 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( Q  x.  ( 2  x.  x ) )  e.  ZZ )
7210adantr 452 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  P  e.  Prime )
73 prmnn 13037 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  NN )
7472, 73syl 16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  P  e.  NN )
7571, 74zmodcld 11222 . . . . . . . . . . . . . . . . 17  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( Q  x.  (
2  x.  x ) )  mod  P )  e.  NN0 )
7646, 75syl5eqel 2488 . . . . . . . . . . . . . . . 16  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  R  e.  NN0 )
7776nn0zd 10329 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  R  e.  ZZ )
78 m1expcl 11359 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( R  e.  ZZ  ->  ( -u 1 ^ R )  e.  ZZ )
7977, 78syl 16 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( -u 1 ^ R )  e.  ZZ )
8079, 77zmulcld 10337 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( -u 1 ^ R
)  x.  R )  e.  ZZ )
8180, 74zmodcld 11222 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  e.  NN0 )
8281nn0cnd 10232 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  e.  CC )
83 2cn 10026 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  CC
8483a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  2  e.  CC )
85 2ne0 10039 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  =/=  0
8685a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  2  =/=  0 )
8782, 84, 86divcan2d 9748 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
2  x.  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 ) )  =  ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P ) )
8887fveq2d 5691 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( 2  x.  ( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  / 
2 ) ) )  =  ( L `  ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  R )  mod 
P ) ) )
8974nnrpd 10603 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  P  e.  RR+ )
90 eqidd 2405 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( -u 1 ^ R
)  mod  P )  =  ( ( -u
1 ^ R )  mod  P ) )
9146oveq1i 6050 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( R  mod  P )  =  ( ( ( Q  x.  ( 2  x.  x ) )  mod 
P )  mod  P
)
9271zred 10331 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( Q  x.  ( 2  x.  x ) )  e.  RR )
93 modabs2 11230 . . . . . . . . . . . . . . 15  |-  ( ( ( Q  x.  (
2  x.  x ) )  e.  RR  /\  P  e.  RR+ )  -> 
( ( ( Q  x.  ( 2  x.  x ) )  mod 
P )  mod  P
)  =  ( ( Q  x.  ( 2  x.  x ) )  mod  P ) )
9492, 89, 93syl2anc 643 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( Q  x.  ( 2  x.  x
) )  mod  P
)  mod  P )  =  ( ( Q  x.  ( 2  x.  x ) )  mod 
P ) )
9591, 94syl5eq 2448 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( R  mod  P )  =  ( ( Q  x.  ( 2  x.  x
) )  mod  P
) )
9679, 79, 77, 71, 89, 90, 95modmul12d 11235 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  =  ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  ( Q  x.  ( 2  x.  x ) ) )  mod  P ) )
9780zred 10331 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( -u 1 ^ R
)  x.  R )  e.  RR )
98 modabs2 11230 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  e.  RR  /\  P  e.  RR+ )  -> 
( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  mod 
P )  =  ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )
)
9997, 89, 98syl2anc 643 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( ( -u
1 ^ R )  x.  R )  mod 
P )  mod  P
)  =  ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )
)
10079zcnd 10332 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( -u 1 ^ R )  e.  CC )
10164zcnd 10332 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  Q  e.  CC )
10270zcnd 10332 . . . . . . . . . . . . . 14  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
2  x.  x )  e.  CC )
103100, 101, 102mulassd 9067 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
)  x.  ( 2  x.  x ) )  =  ( ( -u
1 ^ R )  x.  ( Q  x.  ( 2  x.  x
) ) ) )
104103oveq1d 6055 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x
) )  mod  P
)  =  ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  ( Q  x.  ( 2  x.  x ) ) )  mod  P ) )
10596, 99, 1043eqtr4d 2446 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( ( -u
1 ^ R )  x.  R )  mod 
P )  mod  P
)  =  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
)  x.  ( 2  x.  x ) )  mod  P ) )
10610, 73syl 16 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( ph  ->  P  e.  NN )
107106adantr 452 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  P  e.  NN )
10881nn0zd 10329 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  e.  ZZ )
10979, 64zmulcld 10337 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q )  e.  ZZ )
110109, 70zmulcld 10337 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
)  x.  ( 2  x.  x ) )  e.  ZZ )
111 moddvds 12814 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ( P  e.  NN  /\  ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  R )  mod 
P )  e.  ZZ  /\  ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x
) )  e.  ZZ )  ->  ( ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  mod  P )  =  ( ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x
) )  mod  P
)  <->  P  ||  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  -  ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x ) ) ) ) )
112107, 108, 110, 111syl3anc 1184 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  mod 
P )  =  ( ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x
) )  mod  P
)  <->  P  ||  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  -  ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x ) ) ) ) )
113105, 112mpbid 202 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  P  ||  ( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  -  ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x
) ) ) )
11474nnnn0d 10230 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  P  e.  NN0 )
11511, 23zndvds 16785 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( P  e.  NN0  /\  ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  R )  mod 
P )  e.  ZZ  /\  ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x
) )  e.  ZZ )  ->  ( ( L `
 ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P ) )  =  ( L `  ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x
) ) )  <->  P  ||  (
( ( ( -u
1 ^ R )  x.  R )  mod 
P )  -  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
)  x.  ( 2  x.  x ) ) ) ) )
116114, 108, 110, 115syl3anc 1184 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( L `  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )
)  =  ( L `
 ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x ) ) )  <-> 
P  ||  ( (
( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  -  ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x ) ) ) ) )
117113, 116mpbird 224 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( (
( -u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P ) )  =  ( L `  ( ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x
) ) ) )
11825adantr 452 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  L  e.  ( (flds  ZZ ) RingHom  Y ) )
119 cnfldmul 16664 . . . . . . . . . . . . 13  |-  x.  =  ( .r ` fld )
12022, 119ressmulr 13537 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( ZZ  e.  (SubRing ` fld )  ->  x.  =  ( .r `  (flds  ZZ ) ) )
12126, 120ax-mp 8 . . . . . . . . . . 11  |-  x.  =  ( .r `  (flds  ZZ ) )
122 eqid 2404 . . . . . . . . . . 11  |-  ( .r
`  Y )  =  ( .r `  Y
)
12328, 121, 122rhmmul 15783 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( L  e.  ( (flds  ZZ ) RingHom  Y )  /\  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q )  e.  ZZ  /\  (
2  x.  x )  e.  ZZ )  -> 
( L `  (
( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
)  x.  ( 2  x.  x ) ) )  =  ( ( L `  ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ( .r `  Y ) ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) )
124118, 109, 70, 123syl3anc 1184 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q )  x.  ( 2  x.  x ) ) )  =  ( ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) ( .r `  Y
) ( L `  ( 2  x.  x
) ) ) )
12588, 117, 1243eqtrd 2440 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( 2  x.  ( ( ( (
-u 1 ^ R
)  x.  R )  mod  P )  / 
2 ) ) )  =  ( ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) ( .r `  Y
) ( L `  ( 2  x.  x
) ) ) )
126125mpteq2dva 4255 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 ) ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ( .r `  Y ) ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) ) )
12730adantr 452 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  L : ZZ --> ( Base `  Y
) )
128127, 109ffvelrnd 5830 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( ( -u 1 ^ R )  x.  Q ) )  e.  ( Base `  Y
) )
129127, 70ffvelrnd 5830 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( 2  x.  x ) )  e.  ( Base `  Y
) )
130 eqidd 2405 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( L `  ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) )
131 eqidd 2405 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  x ) ) ) )
13219, 128, 129, 130, 131offval2 6281 . . . . . . 7  |-  ( ph  ->  ( ( x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
) ) )  o F ( .r `  Y ) ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( ( L `  ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ( .r `  Y ) ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) ) )
133126, 132eqtr4d 2439 . . . . . 6  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 ) ) ) )  =  ( ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) )  o F ( .r `  Y
) ( x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  x
) ) ) ) )
134133oveq2d 6056 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  ( ( ( ( -u 1 ^ R )  x.  R
)  mod  P )  /  2 ) ) ) ) )  =  ( G  gsumg  ( ( x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
) ) )  o F ( .r `  Y ) ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) ) ) )
13551, 60, 1343eqtrd 2440 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) )  =  ( G  gsumg  ( ( x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
) ) )  o F ( .r `  Y ) ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) ) ) )
1365, 122mgpplusg 15607 . . . . 5  |-  ( .r
`  Y )  =  ( +g  `  G
)
137 eqid 2404 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) )
138128, 137fmptd 5852 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) : ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) --> ( Base `  Y
) )
139 eqid 2404 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  x ) ) )  =  ( x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  x
) ) )
140129, 139fmptd 5852 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) : ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) --> ( Base `  Y
) )
141137mptpreima 5322 . . . . . . 7  |-  ( `' ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) " ( _V  \  { ( 0g
`  G ) } ) )  =  {
x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) )  e.  ( _V 
\  { ( 0g
`  G ) } ) }
142 ssrab2 3388 . . . . . . 7  |-  { x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |  ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) )  e.  ( _V  \  { ( 0g `  G ) } ) }  C_  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )
143141, 142eqsstri 3338 . . . . . 6  |-  ( `' ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) " ( _V  \  { ( 0g
`  G ) } ) )  C_  (
1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )
144 ssfi 7288 . . . . . 6  |-  ( ( ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  e.  Fin  /\  ( `' ( x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
) ) ) "
( _V  \  {
( 0g `  G
) } ) ) 
C_  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) ) )  -> 
( `' ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) ) " ( _V 
\  { ( 0g
`  G ) } ) )  e.  Fin )
14519, 143, 144sylancl 644 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( `' ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) ) " ( _V 
\  { ( 0g
`  G ) } ) )  e.  Fin )
14619, 140fisuppfi 14728 . . . . 5  |-  ( ph  ->  ( `' ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  x ) ) )
" ( _V  \  { ( 0g `  G ) } ) )  e.  Fin )
1477, 8, 136, 18, 19, 138, 140, 145, 146gsumadd 15483 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( ( x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) )  |->  ( L `  ( ( -u 1 ^ R )  x.  Q
) ) )  o F ( .r `  Y ) ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) ) )  =  ( ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) ) ( .r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) ) )
148135, 147eqtrd 2436 . . 3  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) )  =  ( ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) ) ) ( .r
`  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) ) )
149148oveq1d 6055 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) ) (/r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) )  =  ( ( ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) ) ( .r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) ) (/r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) ) )
150 eqid 2404 . . . . . 6  |-  (Unit `  Y )  =  (Unit `  Y )
151150, 5unitsubm 15730 . . . . 5  |-  ( Y  e.  Ring  ->  (Unit `  Y )  e.  (SubMnd `  G ) )
15221, 151syl 16 . . . 4  |-  ( ph  ->  (Unit `  Y )  e.  (SubMnd `  G )
)
153 elfzle2 11017 . . . . . . . . . . 11  |-  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  ->  x  <_  ( ( P  - 
1 )  /  2
) )
154153adantl 453 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  x  <_  ( ( P  - 
1 )  /  2
) )
15567nnred 9971 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  x  e.  RR )
156 prmuz2 13052 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ( ZZ>= `  2 )
)
157 uz2m1nn 10506 . . . . . . . . . . . . 13  |-  ( P  e.  ( ZZ>= `  2
)  ->  ( P  -  1 )  e.  NN )
15872, 156, 1573syl 19 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( P  -  1 )  e.  NN )
159158nnred 9971 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( P  -  1 )  e.  RR )
160 2re 10025 . . . . . . . . . . . 12  |-  2  e.  RR
161160a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  2  e.  RR )
162 2pos 10038 . . . . . . . . . . . 12  |-  0  <  2
163162a1i 11 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  0  <  2 )
164 lemuldiv2 9846 . . . . . . . . . . 11  |-  ( ( x  e.  RR  /\  ( P  -  1
)  e.  RR  /\  ( 2  e.  RR  /\  0  <  2 ) )  ->  ( (
2  x.  x )  <_  ( P  - 
1 )  <->  x  <_  ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) )
165155, 159, 161, 163, 164syl112anc 1188 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( 2  x.  x
)  <_  ( P  -  1 )  <->  x  <_  ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) )
166154, 165mpbird 224 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
2  x.  x )  <_  ( P  - 
1 ) )
167 prmz 13038 . . . . . . . . . . . 12  |-  ( P  e.  Prime  ->  P  e.  ZZ )
16872, 167syl 16 . . . . . . . . . . 11  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  P  e.  ZZ )
169 peano2zm 10276 . . . . . . . . . . 11  |-  ( P  e.  ZZ  ->  ( P  -  1 )  e.  ZZ )
170168, 169syl 16 . . . . . . . . . 10  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( P  -  1 )  e.  ZZ )
171 fznn 11070 . . . . . . . . . 10  |-  ( ( P  -  1 )  e.  ZZ  ->  (
( 2  x.  x
)  e.  ( 1 ... ( P  - 
1 ) )  <->  ( (
2  x.  x )  e.  NN  /\  (
2  x.  x )  <_  ( P  - 
1 ) ) ) )
172170, 171syl 16 . . . . . . . . 9  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( 2  x.  x
)  e.  ( 1 ... ( P  - 
1 ) )  <->  ( (
2  x.  x )  e.  NN  /\  (
2  x.  x )  <_  ( P  - 
1 ) ) ) )
17369, 166, 172mpbir2and 889 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
2  x.  x )  e.  ( 1 ... ( P  -  1 ) ) )
174 fzm1ndvds 12856 . . . . . . . 8  |-  ( ( P  e.  NN  /\  ( 2  x.  x
)  e.  ( 1 ... ( P  - 
1 ) ) )  ->  -.  P  ||  (
2  x.  x ) )
17574, 173, 174syl2anc 643 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  -.  P  ||  ( 2  x.  x ) )
176 eqid 2404 . . . . . . . . . 10  |-  ( 0g
`  Y )  =  ( 0g `  Y
)
17711, 23, 176zndvds0 16786 . . . . . . . . 9  |-  ( ( P  e.  NN0  /\  ( 2  x.  x
)  e.  ZZ )  ->  ( ( L `
 ( 2  x.  x ) )  =  ( 0g `  Y
)  <->  P  ||  ( 2  x.  x ) ) )
178114, 70, 177syl2anc 643 . . . . . . . 8  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( L `  (
2  x.  x ) )  =  ( 0g
`  Y )  <->  P  ||  (
2  x.  x ) ) )
179178necon3abid 2600 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( L `  (
2  x.  x ) )  =/=  ( 0g
`  Y )  <->  -.  P  ||  ( 2  x.  x
) ) )
180175, 179mpbird 224 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( 2  x.  x ) )  =/=  ( 0g `  Y
) )
18114simplbi 447 . . . . . . . . 9  |-  ( Y  e. Field  ->  Y  e.  DivRing )
18213, 181syl 16 . . . . . . . 8  |-  ( ph  ->  Y  e.  DivRing )
183182adantr 452 . . . . . . 7  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  Y  e.  DivRing )
1846, 150, 176drngunit 15795 . . . . . . 7  |-  ( Y  e.  DivRing  ->  ( ( L `
 ( 2  x.  x ) )  e.  (Unit `  Y )  <->  ( ( L `  (
2  x.  x ) )  e.  ( Base `  Y )  /\  ( L `  ( 2  x.  x ) )  =/=  ( 0g `  Y
) ) ) )
185183, 184syl 16 . . . . . 6  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  (
( L `  (
2  x.  x ) )  e.  (Unit `  Y )  <->  ( ( L `  ( 2  x.  x ) )  e.  ( Base `  Y
)  /\  ( L `  ( 2  x.  x
) )  =/=  ( 0g `  Y ) ) ) )
186129, 180, 185mpbir2and 889 . . . . 5  |-  ( (
ph  /\  x  e.  ( 1 ... (
( P  -  1 )  /  2 ) ) )  ->  ( L `  ( 2  x.  x ) )  e.  (Unit `  Y )
)
187186, 139fmptd 5852 . . . 4  |-  ( ph  ->  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) : ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) --> (Unit `  Y )
)
1888, 18, 19, 152, 187, 146gsumsubmcl 15479 . . 3  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) )  e.  (Unit `  Y )
)
189 eqid 2404 . . . 4  |-  (/r `  Y
)  =  (/r `  Y
)
190 eqid 2404 . . . 4  |-  ( 1r
`  Y )  =  ( 1r `  Y
)
191150, 189, 190dvrid 15748 . . 3  |-  ( ( Y  e.  Ring  /\  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) )  e.  (Unit `  Y )
)  ->  ( ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) (/r `  Y ) ( G 
gsumg  ( x  e.  (
1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  x ) ) ) ) )  =  ( 1r `  Y
) )
19221, 188, 191syl2anc 643 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( 2  x.  x ) ) ) ) (/r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) )  =  ( 1r `  Y ) )
1937, 8, 18, 19, 138, 145gsumcl 15476 . . 3  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) )  e.  ( Base `  Y
) )
1946, 150, 189, 122dvrcan3 15752 . . 3  |-  ( ( Y  e.  Ring  /\  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) )  e.  ( Base `  Y
)  /\  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( L `  ( 2  x.  x ) ) ) )  e.  (Unit `  Y ) )  -> 
( ( ( G 
gsumg  ( x  e.  (
1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( L `  ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) ) ( .r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) ) (/r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) )  =  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) ) ) )
19521, 193, 188, 194syl3anc 1184 . 2  |-  ( ph  ->  ( ( ( G 
gsumg  ( x  e.  (
1 ... ( ( P  -  1 )  / 
2 ) )  |->  ( L `  ( (
-u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) ) ( .r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) ) (/r `  Y ) ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
2  x.  x ) ) ) ) )  =  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  - 
1 )  /  2
) )  |->  ( L `
 ( ( -u
1 ^ R )  x.  Q ) ) ) ) )
196149, 192, 1953eqtr3rd 2445 1  |-  ( ph  ->  ( G  gsumg  ( x  e.  ( 1 ... ( ( P  -  1 )  /  2 ) ) 
|->  ( L `  (
( -u 1 ^ R
)  x.  Q ) ) ) )  =  ( 1r `  Y
) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -. wn 3    -> wi 4    <-> wb 177    /\ wa 359    = wceq 1649    e. wcel 1721    =/= wne 2567   A.wral 2666   {crab 2670   _Vcvv 2916    \ cdif 3277    C_ wss 3280   {csn 3774   class class class wbr 4172    e. cmpt 4226   `'ccnv 4836   "cima 4840    o. ccom 4841   -->wf 5409   ` cfv 5413  (class class class)co 6040    o Fcof 6262   Fincfn 7068   CCcc 8944   RRcr 8945   0cc0 8946   1c1 8947    x. cmul 8951    < clt 9076    <_ cle 9077    - cmin 9247   -ucneg 9248    / cdiv 9633   NNcn 9956   2c2 10005   NN0cn0 10177   ZZcz 10238   ZZ>=cuz 10444   RR+crp 10568   ...cfz 10999    mod cmo 11205   ^cexp 11337    || cdivides 12807   Primecprime 13034   Basecbs 13424   ↾s cress 13425   .rcmulr 13485   0gc0g 13678    gsumg cgsu 13679  SubMndcsubmnd 14692  CMndccmn 15367  mulGrpcmgp 15603   Ringcrg 15615   CRingccrg 15616   1rcur 15617  Unitcui 15699  /rcdvr 15742   RingHom crh 15772   DivRingcdr 15790  Fieldcfield 15791  SubRingcsubrg 15819  ℂfldccnfld 16658   ZRHomczrh 16733  ℤ/nczn 16736
This theorem is referenced by:  lgseisenlem4  21089
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 1662  ax-8 1683  ax-13 1723  ax-14 1725  ax-6 1740  ax-7 1745  ax-11 1757  ax-12 1946  ax-ext 2385  ax-rep 4280  ax-sep 4290  ax-nul 4298  ax-pow 4337  ax-pr 4363  ax-un 4660  ax-inf2 7552  ax-cnex 9002  ax-resscn 9003  ax-1cn 9004  ax-icn 9005  ax-addcl 9006  ax-addrcl 9007  ax-mulcl 9008  ax-mulrcl 9009  ax-mulcom 9010  ax-addass 9011  ax-mulass 9012  ax-distr 9013  ax-i2m1 9014  ax-1ne0 9015  ax-1rid 9016  ax-rnegex 9017  ax-rrecex 9018  ax-cnre 9019  ax-pre-lttri 9020  ax-pre-lttrn 9021  ax-pre-ltadd 9022  ax-pre-mulgt0 9023  ax-pre-sup 9024  ax-addf 9025  ax-mulf 9026
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 2258  df-mo 2259  df-clab 2391  df-cleq 2397  df-clel 2400  df-nfc 2529  df-ne 2569  df-nel 2570  df-ral 2671  df-rex 2672  df-reu 2673  df-rmo 2674  df-rab 2675  df-v 2918  df-sbc 3122  df-csb 3212  df-dif 3283  df-un 3285  df-in 3287  df-ss 3294  df-pss 3296  df-nul 3589  df-if 3700  df-pw 3761  df-sn 3780  df-pr 3781  df-tp 3782  df-op 3783  df-uni 3976  df-int 4011  df-iun 4055  df-br 4173  df-opab 4227  df-mpt 4228  df-tr 4263  df-eprel 4454  df-id 4458  df-po 4463  df-so 4464  df-fr 4501  df-se 4502  df-we 4503  df-ord 4544  df-on 4545  df-lim 4546  df-suc 4547  df-om 4805  df-xp 4843  df-rel 4844  df-cnv 4845  df-co 4846  df-dm 4847  df-rn 4848  df-res 4849  df-ima 4850  df-iota 5377  df-fun 5415  df-fn 5416  df-f 5417  df-f1 5418  df-fo 5419  df-f1o 5420  df-fv 5421  df-isom 5422  df-ov 6043  df-oprab 6044  df-mpt2 6045  df-of 6264  df-1st 6308  df-2nd 6309  df-tpos 6438  df-riota 6508  df-recs 6592  df-rdg 6627  df-1o 6683  df-2o 6684  df-oadd 6687  df-er 6864  df-ec 6866  df-qs 6870  df-map 6979  df-en 7069  df-dom 7070  df-sdom 7071  df-fin 7072  df-sup 7404  df-oi 7435  df-card 7782  df-cda 8004  df-pnf 9078  df-mnf 9079  df-xr 9080  df-ltxr 9081  df-le 9082  df-sub 9249  df-neg 9250  df-div 9634  df-nn 9957  df-2 10014  df-3 10015  df-4 10016  df-5 10017  df-6 10018  df-7 10019  df-8 10020  df-9 10021  df-10 10022  df-n0 10178  df-z 10239  df-dec 10339  df-uz 10445  df-rp 10569  df-fz 11000  df-fzo 11091  df-fl 11157  df-mod 11206  df-seq 11279  df-exp 11338  df-hash 11574  df-cj 11859  df-re 11860  df-im 11861  df-sqr 11995  df-abs 11996  df-dvds 12808  df-gcd 12962  df-prm 13035  df-struct 13426  df-ndx 13427  df-slot 13428  df-base 13429  df-sets 13430  df-ress 13431  df-plusg 13497  df-mulr 13498  df-starv 13499  df-sca 13500  df-vsca 13501  df-tset 13503  df-ple 13504  df-ds 13506  df-unif 13507  df-0g 13682  df-gsum 13683  df-imas 13689  df-divs 13690  df-mnd 14645  df-mhm 14693  df-submnd 14694  df-grp 14767  df-minusg 14768  df-sbg 14769  df-mulg 14770  df-subg 14896  df-nsg 14897  df-eqg 14898  df-ghm 14959  df-cntz 15071  df-cmn 15369  df-abl 15370  df-mgp 15604  df-rng 15618  df-cring 15619  df-ur 15620  df-oppr 15683  df-dvdsr 15701  df-unit 15702  df-invr 15732  df-dvr 15743  df-rnghom 15774  df-drng 15792  df-field 15793  df-subrg 15821  df-lmod 15907  df-lss 15964  df-lsp 16003  df-sra 16199  df-rgmod 16200  df-lidl 16201  df-rsp 16202  df-2idl 16258  df-nzr 16284  df-rlreg 16298  df-domn 16299  df-idom 16300  df-cnfld 16659  df-zrh 16737  df-zn 16740
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