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

Theorem dchrinv 24786
 Description: The inverse of a Dirichlet character is the conjugate (which is also the multiplicative inverse, because the values of 𝑋 are unimodular). (Contributed by Mario Carneiro, 28-Apr-2016.)
Hypotheses
Ref Expression
dchrabs.g 𝐺 = (DChr‘𝑁)
dchrabs.d 𝐷 = (Base‘𝐺)
dchrabs.x (𝜑𝑋𝐷)
dchrinv.i 𝐼 = (invg𝐺)
Assertion
Ref Expression
dchrinv (𝜑 → (𝐼𝑋) = (∗ ∘ 𝑋))

Proof of Theorem dchrinv
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 dchrabs.g . . . . . . . 8 𝐺 = (DChr‘𝑁)
2 eqid 2610 . . . . . . . 8 (ℤ/nℤ‘𝑁) = (ℤ/nℤ‘𝑁)
3 dchrabs.d . . . . . . . 8 𝐷 = (Base‘𝐺)
4 eqid 2610 . . . . . . . 8 (+g𝐺) = (+g𝐺)
5 dchrabs.x . . . . . . . 8 (𝜑𝑋𝐷)
6 cjf 13692 . . . . . . . . . 10 ∗:ℂ⟶ℂ
7 eqid 2610 . . . . . . . . . . 11 (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) = (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
81, 2, 3, 7, 5dchrf 24767 . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
9 fco 5971 . . . . . . . . . 10 ((∗:ℂ⟶ℂ ∧ 𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ) → (∗ ∘ 𝑋):(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
106, 8, 9sylancr 694 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∗ ∘ 𝑋):(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
11 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) = (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
121, 3dchrrcl 24765 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (𝑋𝐷𝑁 ∈ ℕ)
135, 12syl 17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (𝜑𝑁 ∈ ℕ)
141, 2, 7, 11, 13, 3dchrelbas3 24763 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (𝜑 → (𝑋𝐷 ↔ (𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))))
155, 14mpbid 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (𝜑 → (𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))))))
1615simprd 478 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)) ∧ (𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
1716simp1d 1066 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
1817r19.21bi 2916 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
1918r19.21bi 2916 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
2019anasss 677 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = ((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦)))
2120fveq2d 6107 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (∗‘(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦))) = (∗‘((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))))
228adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
237, 11unitss 18483 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ⊆ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
24 simprl 790 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
2523, 24sseldi 3566 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
2622, 25ffvelrnd 6268 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (𝑋𝑥) ∈ ℂ)
27 simprr 792 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
2823, 27sseldi 3566 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → 𝑦 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
2922, 28ffvelrnd 6268 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (𝑋𝑦) ∈ ℂ)
3026, 29cjmuld 13809 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (∗‘((𝑋𝑥) · (𝑋𝑦))) = ((∗‘(𝑋𝑥)) · (∗‘(𝑋𝑦))))
3121, 30eqtrd 2644 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (∗‘(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦))) = ((∗‘(𝑋𝑥)) · (∗‘(𝑋𝑦))))
3213nnnn0d 11228 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
332zncrng 19712 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑁 ∈ ℕ0 → (ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ CRing)
34 crngring 18381 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ CRing → (ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring)
3532, 33, 343syl 18 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝜑 → (ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring)
3635adantr 480 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring)
37 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . . . 15 (.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) = (.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
387, 37ringcl 18384 . . . . . . . . . . . . . 14 (((ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
3936, 25, 28, 38syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
40 fvco3 6185 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (∗‘(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦))))
4122, 39, 40syl2anc 691 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (∗‘(𝑋‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦))))
42 fvco3 6185 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = (∗‘(𝑋𝑥)))
4322, 25, 42syl2anc 691 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = (∗‘(𝑋𝑥)))
44 fvco3 6185 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ 𝑦 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦) = (∗‘(𝑋𝑦)))
4522, 28, 44syl2anc 691 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦) = (∗‘(𝑋𝑦)))
4643, 45oveq12d 6567 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)) = ((∗‘(𝑋𝑥)) · (∗‘(𝑋𝑦))))
4731, 41, 463eqtr4d 2654 . . . . . . . . . . 11 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)))
4847ralrimivva 2954 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)))
49 eqid 2610 . . . . . . . . . . . . . 14 (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) = (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))
507, 49ringidcl 18391 . . . . . . . . . . . . 13 ((ℤ/nℤ‘𝑁) ∈ Ring → (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
5135, 50syl 17 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
52 fvco3 6185 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = (∗‘(𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
538, 51, 52syl2anc 691 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = (∗‘(𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
5416simp2d 1067 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑 → (𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1)
5554fveq2d 6107 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑 → (∗‘(𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) = (∗‘1))
56 1re 9918 . . . . . . . . . . . . 13 1 ∈ ℝ
57 cjre 13727 . . . . . . . . . . . . 13 (1 ∈ ℝ → (∗‘1) = 1)
5856, 57ax-mp 5 . . . . . . . . . . . 12 (∗‘1) = 1
5955, 58syl6eq 2660 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∗‘(𝑋‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) = 1)
6053, 59eqtrd 2644 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1)
6116simp3d 1068 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))))
628, 42sylan 487 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = (∗‘(𝑋𝑥)))
63 cj0 13746 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (∗‘0) = 0
6463eqcomi 2619 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 0 = (∗‘0)
6564a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 0 = (∗‘0))
6662, 65eqeq12d 2625 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = 0 ↔ (∗‘(𝑋𝑥)) = (∗‘0)))
678ffvelrnda 6267 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑋𝑥) ∈ ℂ)
68 0cn 9911 . . . . . . . . . . . . . . . 16 0 ∈ ℂ
69 cj11 13750 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝑋𝑥) ∈ ℂ ∧ 0 ∈ ℂ) → ((∗‘(𝑋𝑥)) = (∗‘0) ↔ (𝑋𝑥) = 0))
7067, 68, 69sylancl 693 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗‘(𝑋𝑥)) = (∗‘0) ↔ (𝑋𝑥) = 0))
7166, 70bitrd 267 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = 0 ↔ (𝑋𝑥) = 0))
7271necon3bid 2826 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 ↔ (𝑋𝑥) ≠ 0))
7372imbi1d 330 . . . . . . . . . . . 12 ((𝜑𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) ↔ ((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
7473ralbidva 2968 . . . . . . . . . . 11 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) ↔ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
7561, 74mpbird 246 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))))
7648, 60, 753jca 1235 . . . . . . . . 9 (𝜑 → (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)) ∧ ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))
771, 2, 7, 11, 13, 3dchrelbas3 24763 . . . . . . . . 9 (𝜑 → ((∗ ∘ 𝑋) ∈ 𝐷 ↔ ((∗ ∘ 𝑋):(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ ∧ (∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))∀𝑦 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((∗ ∘ 𝑋)‘(𝑥(.r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))𝑦)) = (((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑦)) ∧ ((∗ ∘ 𝑋)‘(1r‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) = 1 ∧ ∀𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))(((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) ≠ 0 → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))))))
7810, 76, 77mpbir2and 959 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∗ ∘ 𝑋) ∈ 𝐷)
791, 2, 3, 4, 5, 78dchrmul 24773 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋)))
8079adantr 480 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋)))
8180fveq1d 6105 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋))‘𝑥))
8223sseli 3564 . . . . . . . . 9 (𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) → 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
8382, 62sylan2 490 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥) = (∗‘(𝑋𝑥)))
8483oveq2d 6565 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥)) = ((𝑋𝑥) · (∗‘(𝑋𝑥))))
8582, 67sylan2 490 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (𝑋𝑥) ∈ ℂ)
8685absvalsqd 14029 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((abs‘(𝑋𝑥))↑2) = ((𝑋𝑥) · (∗‘(𝑋𝑥))))
875adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑋𝐷)
88 simpr 476 . . . . . . . . . 10 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
891, 3, 87, 2, 11, 88dchrabs 24785 . . . . . . . . 9 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (abs‘(𝑋𝑥)) = 1)
9089oveq1d 6564 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((abs‘(𝑋𝑥))↑2) = (1↑2))
91 sq1 12820 . . . . . . . 8 (1↑2) = 1
9290, 91syl6eq 2660 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((abs‘(𝑋𝑥))↑2) = 1)
9384, 86, 923eqtr2d 2650 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥)) = 1)
948adantr 480 . . . . . . . 8 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ)
95 ffn 5958 . . . . . . . 8 (𝑋:(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ → 𝑋 Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
9694, 95syl 17 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑋 Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
97 ffn 5958 . . . . . . . . 9 ((∗ ∘ 𝑋):(Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))⟶ℂ → (∗ ∘ 𝑋) Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
9810, 97syl 17 . . . . . . . 8 (𝜑 → (∗ ∘ 𝑋) Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
9998adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (∗ ∘ 𝑋) Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
100 fvex 6113 . . . . . . . 8 (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ V
101100a1i 11 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ V)
10282adantl 481 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))
103 fnfvof 6809 . . . . . . 7 (((𝑋 Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∧ (∗ ∘ 𝑋) Fn (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) ∧ ((Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)) ∈ V ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(ℤ/nℤ‘𝑁)))) → ((𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((𝑋𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥)))
10496, 99, 101, 102, 103syl22anc 1319 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((𝑋𝑥) · ((∗ ∘ 𝑋)‘𝑥)))
105 eqid 2610 . . . . . . 7 (0g𝐺) = (0g𝐺)
10613adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → 𝑁 ∈ ℕ)
1071, 2, 105, 11, 106, 88dchr1 24782 . . . . . 6 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((0g𝐺)‘𝑥) = 1)
10893, 104, 1073eqtr4d 2654 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋𝑓 · (∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((0g𝐺)‘𝑥))
10981, 108eqtrd 2644 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))) → ((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((0g𝐺)‘𝑥))
110109ralrimiva 2949 . . 3 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((0g𝐺)‘𝑥))
1111, 2, 3, 4, 5, 78dchrmulcl 24774 . . . 4 (𝜑 → (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) ∈ 𝐷)
1121dchrabl 24779 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝐺 ∈ Abel)
113 ablgrp 18021 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Abel → 𝐺 ∈ Grp)
11413, 112, 1133syl 18 . . . . 5 (𝜑𝐺 ∈ Grp)
1153, 105grpidcl 17273 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp → (0g𝐺) ∈ 𝐷)
116114, 115syl 17 . . . 4 (𝜑 → (0g𝐺) ∈ 𝐷)
1171, 2, 3, 11, 111, 116dchreq 24783 . . 3 (𝜑 → ((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (0g𝐺) ↔ ∀𝑥 ∈ (Unit‘(ℤ/nℤ‘𝑁))((𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋))‘𝑥) = ((0g𝐺)‘𝑥)))
118110, 117mpbird 246 . 2 (𝜑 → (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (0g𝐺))
119 dchrinv.i . . . 4 𝐼 = (invg𝐺)
1203, 4, 105, 119grpinvid1 17293 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝑋𝐷 ∧ (∗ ∘ 𝑋) ∈ 𝐷) → ((𝐼𝑋) = (∗ ∘ 𝑋) ↔ (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (0g𝐺)))
121114, 5, 78, 120syl3anc 1318 . 2 (𝜑 → ((𝐼𝑋) = (∗ ∘ 𝑋) ↔ (𝑋(+g𝐺)(∗ ∘ 𝑋)) = (0g𝐺)))
122118, 121mpbird 246 1 (𝜑 → (𝐼𝑋) = (∗ ∘ 𝑋))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∧ wa 383   ∧ w3a 1031   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∀wral 2896  Vcvv 3173   ∘ ccom 5042   Fn wfn 5799  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549   ∘𝑓 cof 6793  ℂcc 9813  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816   · cmul 9820  ℕcn 10897  2c2 10947  ℕ0cn0 11169  ↑cexp 12722  ∗ccj 13684  abscabs 13822  Basecbs 15695  +gcplusg 15768  .rcmulr 15769  0gc0g 15923  Grpcgrp 17245  invgcminusg 17246  Abelcabl 18017  1rcur 18324  Ringcrg 18370  CRingccrg 18371  Unitcui 18462  ℤ/nℤczn 19670  DChrcdchr 24757 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893  ax-addf 9894  ax-mulf 9895 This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-iin 4458  df-disj 4554  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-of 6795  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-supp 7183  df-tpos 7239  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-omul 7452  df-er 7629  df-ec 7631  df-qs 7635  df-map 7746  df-pm 7747  df-ixp 7795  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-fsupp 8159  df-fi 8200  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-acn 8651  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-xneg 11822  df-xadd 11823  df-xmul 11824  df-ioo 12050  df-ioc 12051  df-ico 12052  df-icc 12053  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-mod 12531  df-seq 12664  df-exp 12723  df-fac 12923  df-bc 12952  df-hash 12980  df-shft 13655  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-limsup 14050  df-clim 14067  df-rlim 14068  df-sum 14265  df-ef 14637  df-sin 14639  df-cos 14640  df-pi 14642  df-dvds 14822  df-struct 15697  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-mulr 15782  df-starv 15783  df-sca 15784  df-vsca 15785  df-ip 15786  df-tset 15787  df-ple 15788  df-ds 15791  df-unif 15792  df-hom 15793  df-cco 15794  df-rest 15906  df-topn 15907  df-0g 15925  df-gsum 15926  df-topgen 15927  df-pt 15928  df-prds 15931  df-xrs 15985  df-qtop 15990  df-imas 15991  df-qus 15992  df-xps 15993  df-mre 16069  df-mrc 16070  df-acs 16072  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-mhm 17158  df-submnd 17159  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-sbg 17250  df-mulg 17364  df-subg 17414  df-nsg 17415  df-eqg 17416  df-ghm 17481  df-cntz 17573  df-od 17771  df-cmn 18018  df-abl 18019  df-mgp 18313  df-ur 18325  df-ring 18372  df-cring 18373  df-oppr 18446  df-dvdsr 18464  df-unit 18465  df-invr 18495  df-dvr 18506  df-rnghom 18538  df-drng 18572  df-subrg 18601  df-lmod 18688  df-lss 18754  df-lsp 18793  df-sra 18993  df-rgmod 18994  df-lidl 18995  df-rsp 18996  df-2idl 19053  df-psmet 19559  df-xmet 19560  df-met 19561  df-bl 19562  df-mopn 19563  df-fbas 19564  df-fg 19565  df-cnfld 19568  df-zring 19638  df-zrh 19671  df-zn 19674  df-top 20521  df-bases 20522  df-topon 20523  df-topsp 20524  df-cld 20633  df-ntr 20634  df-cls 20635  df-nei 20712  df-lp 20750  df-perf 20751  df-cn 20841  df-cnp 20842  df-haus 20929  df-tx 21175  df-hmeo 21368  df-fil 21460  df-fm 21552  df-flim 21553  df-flf 21554  df-xms 21935  df-ms 21936  df-tms 21937  df-cncf 22489  df-limc 23436  df-dv 23437  df-log 24107  df-cxp 24108  df-dchr 24758 This theorem is referenced by:  dchr2sum  24798  dchrisum0re  25002
 Copyright terms: Public domain W3C validator