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

Theorem znidomb 19729
 Description: The ℤ/nℤ structure is a domain (and hence a field) precisely when 𝑛 is prime. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Jun-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
zntos.y 𝑌 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
Assertion
Ref Expression
znidomb (𝑁 ∈ ℕ → (𝑌 ∈ IDomn ↔ 𝑁 ∈ ℙ))

Proof of Theorem znidomb
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 2z 11286 . . . . . 6 2 ∈ ℤ
21a1i 11 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → 2 ∈ ℤ)
3 nnz 11276 . . . . . 6 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℤ)
43adantr 480 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → 𝑁 ∈ ℤ)
5 hash2 13054 . . . . . . 7 (#‘2𝑜) = 2
6 isidom 19125 . . . . . . . . . . . 12 (𝑌 ∈ IDomn ↔ (𝑌 ∈ CRing ∧ 𝑌 ∈ Domn))
76simprbi 479 . . . . . . . . . . 11 (𝑌 ∈ IDomn → 𝑌 ∈ Domn)
8 domnnzr 19116 . . . . . . . . . . 11 (𝑌 ∈ Domn → 𝑌 ∈ NzRing)
97, 8syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑌 ∈ IDomn → 𝑌 ∈ NzRing)
10 eqid 2610 . . . . . . . . . . . 12 (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
1110isnzr2 19084 . . . . . . . . . . 11 (𝑌 ∈ NzRing ↔ (𝑌 ∈ Ring ∧ 2𝑜 ≼ (Base‘𝑌)))
1211simprbi 479 . . . . . . . . . 10 (𝑌 ∈ NzRing → 2𝑜 ≼ (Base‘𝑌))
139, 12syl 17 . . . . . . . . 9 (𝑌 ∈ IDomn → 2𝑜 ≼ (Base‘𝑌))
1413adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → 2𝑜 ≼ (Base‘𝑌))
15 df2o2 7461 . . . . . . . . . 10 2𝑜 = {∅, {∅}}
16 prfi 8120 . . . . . . . . . 10 {∅, {∅}} ∈ Fin
1715, 16eqeltri 2684 . . . . . . . . 9 2𝑜 ∈ Fin
18 fvex 6113 . . . . . . . . 9 (Base‘𝑌) ∈ V
19 hashdom 13029 . . . . . . . . 9 ((2𝑜 ∈ Fin ∧ (Base‘𝑌) ∈ V) → ((#‘2𝑜) ≤ (#‘(Base‘𝑌)) ↔ 2𝑜 ≼ (Base‘𝑌)))
2017, 18, 19mp2an 704 . . . . . . . 8 ((#‘2𝑜) ≤ (#‘(Base‘𝑌)) ↔ 2𝑜 ≼ (Base‘𝑌))
2114, 20sylibr 223 . . . . . . 7 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → (#‘2𝑜) ≤ (#‘(Base‘𝑌)))
225, 21syl5eqbrr 4619 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → 2 ≤ (#‘(Base‘𝑌)))
23 zntos.y . . . . . . . 8 𝑌 = (ℤ/nℤ‘𝑁)
2423, 10znhash 19726 . . . . . . 7 (𝑁 ∈ ℕ → (#‘(Base‘𝑌)) = 𝑁)
2524adantr 480 . . . . . 6 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → (#‘(Base‘𝑌)) = 𝑁)
2622, 25breqtrd 4609 . . . . 5 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → 2 ≤ 𝑁)
27 eluz2 11569 . . . . 5 (𝑁 ∈ (ℤ‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ 𝑁 ∈ ℤ ∧ 2 ≤ 𝑁))
282, 4, 26, 27syl3anbrc 1239 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → 𝑁 ∈ (ℤ‘2))
29 nncn 10905 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℂ)
3029ad2antrr 758 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑁 ∈ ℂ)
31 nncn 10905 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℂ)
3231ad2antrl 760 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑥 ∈ ℂ)
33 nnne0 10930 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ≠ 0)
3433ad2antrl 760 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑥 ≠ 0)
3530, 32, 34divcan1d 10681 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((𝑁 / 𝑥) · 𝑥) = 𝑁)
3635fveq2d 6107 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((ℤRHom‘𝑌)‘((𝑁 / 𝑥) · 𝑥)) = ((ℤRHom‘𝑌)‘𝑁))
377ad2antlr 759 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑌 ∈ Domn)
38 domnring 19117 . . . . . . . . . . . 12 (𝑌 ∈ Domn → 𝑌 ∈ Ring)
3937, 38syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑌 ∈ Ring)
40 eqid 2610 . . . . . . . . . . . 12 (ℤRHom‘𝑌) = (ℤRHom‘𝑌)
4140zrhrhm 19679 . . . . . . . . . . 11 (𝑌 ∈ Ring → (ℤRHom‘𝑌) ∈ (ℤring RingHom 𝑌))
4239, 41syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (ℤRHom‘𝑌) ∈ (ℤring RingHom 𝑌))
43 simprr 792 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑥𝑁)
44 nnz 11276 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℤ)
4544ad2antrl 760 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑥 ∈ ℤ)
463ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑁 ∈ ℤ)
47 dvdsval2 14824 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑥 ∈ ℤ ∧ 𝑥 ≠ 0 ∧ 𝑁 ∈ ℤ) → (𝑥𝑁 ↔ (𝑁 / 𝑥) ∈ ℤ))
4845, 34, 46, 47syl3anc 1318 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑥𝑁 ↔ (𝑁 / 𝑥) ∈ ℤ))
4943, 48mpbid 221 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑁 / 𝑥) ∈ ℤ)
50 zringbas 19643 . . . . . . . . . . 11 ℤ = (Base‘ℤring)
51 zringmulr 19646 . . . . . . . . . . 11 · = (.r‘ℤring)
52 eqid 2610 . . . . . . . . . . 11 (.r𝑌) = (.r𝑌)
5350, 51, 52rhmmul 18550 . . . . . . . . . 10 (((ℤRHom‘𝑌) ∈ (ℤring RingHom 𝑌) ∧ (𝑁 / 𝑥) ∈ ℤ ∧ 𝑥 ∈ ℤ) → ((ℤRHom‘𝑌)‘((𝑁 / 𝑥) · 𝑥)) = (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥))(.r𝑌)((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥)))
5442, 49, 45, 53syl3anc 1318 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((ℤRHom‘𝑌)‘((𝑁 / 𝑥) · 𝑥)) = (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥))(.r𝑌)((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥)))
55 iddvds 14833 . . . . . . . . . . 11 (𝑁 ∈ ℤ → 𝑁𝑁)
5646, 55syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑁𝑁)
57 nnnn0 11176 . . . . . . . . . . . 12 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℕ0)
5857ad2antrr 758 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
59 eqid 2610 . . . . . . . . . . . 12 (0g𝑌) = (0g𝑌)
6023, 40, 59zndvds0 19718 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℤ) → (((ℤRHom‘𝑌)‘𝑁) = (0g𝑌) ↔ 𝑁𝑁))
6158, 46, 60syl2anc 691 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (((ℤRHom‘𝑌)‘𝑁) = (0g𝑌) ↔ 𝑁𝑁))
6256, 61mpbird 246 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((ℤRHom‘𝑌)‘𝑁) = (0g𝑌))
6336, 54, 623eqtr3d 2652 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥))(.r𝑌)((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥)) = (0g𝑌))
6450, 10rhmf 18549 . . . . . . . . . . 11 ((ℤRHom‘𝑌) ∈ (ℤring RingHom 𝑌) → (ℤRHom‘𝑌):ℤ⟶(Base‘𝑌))
6542, 64syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (ℤRHom‘𝑌):ℤ⟶(Base‘𝑌))
6665, 49ffvelrnd 6268 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) ∈ (Base‘𝑌))
6765, 45ffvelrnd 6268 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑌))
6810, 52, 59domneq0 19118 . . . . . . . . 9 ((𝑌 ∈ Domn ∧ ((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) ∈ (Base‘𝑌) ∧ ((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) ∈ (Base‘𝑌)) → ((((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥))(.r𝑌)((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥)) = (0g𝑌) ↔ (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) = (0g𝑌) ∨ ((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) = (0g𝑌))))
6937, 66, 67, 68syl3anc 1318 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥))(.r𝑌)((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥)) = (0g𝑌) ↔ (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) = (0g𝑌) ∨ ((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) = (0g𝑌))))
7063, 69mpbid 221 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) = (0g𝑌) ∨ ((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) = (0g𝑌)))
7123, 40, 59zndvds0 19718 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0 ∧ (𝑁 / 𝑥) ∈ ℤ) → (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) = (0g𝑌) ↔ 𝑁 ∥ (𝑁 / 𝑥)))
7258, 49, 71syl2anc 691 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) = (0g𝑌) ↔ 𝑁 ∥ (𝑁 / 𝑥)))
73 nnre 10904 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → 𝑁 ∈ ℝ)
7473ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑁 ∈ ℝ)
75 nnre 10904 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℝ)
7675ad2antrl 760 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑥 ∈ ℝ)
77 nngt0 10926 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑁 ∈ ℕ → 0 < 𝑁)
7877ad2antrr 758 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 0 < 𝑁)
79 nngt0 10926 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥 ∈ ℕ → 0 < 𝑥)
8079ad2antrl 760 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 0 < 𝑥)
8174, 76, 78, 80divgt0d 10838 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 0 < (𝑁 / 𝑥))
82 elnnz 11264 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑁 / 𝑥) ∈ ℕ ↔ ((𝑁 / 𝑥) ∈ ℤ ∧ 0 < (𝑁 / 𝑥)))
8349, 81, 82sylanbrc 695 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑁 / 𝑥) ∈ ℕ)
84 dvdsle 14870 . . . . . . . . . . 11 ((𝑁 ∈ ℤ ∧ (𝑁 / 𝑥) ∈ ℕ) → (𝑁 ∥ (𝑁 / 𝑥) → 𝑁 ≤ (𝑁 / 𝑥)))
8546, 83, 84syl2anc 691 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑁 ∥ (𝑁 / 𝑥) → 𝑁 ≤ (𝑁 / 𝑥)))
86 1red 9934 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 1 ∈ ℝ)
87 0lt1 10429 . . . . . . . . . . . . 13 0 < 1
8887a1i 11 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 0 < 1)
89 lediv2 10792 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑥 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑥) ∧ (1 ∈ ℝ ∧ 0 < 1) ∧ (𝑁 ∈ ℝ ∧ 0 < 𝑁)) → (𝑥 ≤ 1 ↔ (𝑁 / 1) ≤ (𝑁 / 𝑥)))
9076, 80, 86, 88, 74, 78, 89syl222anc 1334 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑥 ≤ 1 ↔ (𝑁 / 1) ≤ (𝑁 / 𝑥)))
91 nnle1eq1 10925 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥 ∈ ℕ → (𝑥 ≤ 1 ↔ 𝑥 = 1))
9291ad2antrl 760 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑥 ≤ 1 ↔ 𝑥 = 1))
9330div1d 10672 . . . . . . . . . . . 12 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑁 / 1) = 𝑁)
9493breq1d 4593 . . . . . . . . . . 11 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((𝑁 / 1) ≤ (𝑁 / 𝑥) ↔ 𝑁 ≤ (𝑁 / 𝑥)))
9590, 92, 943bitr3rd 298 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑁 ≤ (𝑁 / 𝑥) ↔ 𝑥 = 1))
9685, 95sylibd 228 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑁 ∥ (𝑁 / 𝑥) → 𝑥 = 1))
9772, 96sylbid 229 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) = (0g𝑌) → 𝑥 = 1))
9823, 40, 59zndvds0 19718 . . . . . . . . . 10 ((𝑁 ∈ ℕ0𝑥 ∈ ℤ) → (((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) = (0g𝑌) ↔ 𝑁𝑥))
9958, 45, 98syl2anc 691 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) = (0g𝑌) ↔ 𝑁𝑥))
100 nnnn0 11176 . . . . . . . . . . 11 (𝑥 ∈ ℕ → 𝑥 ∈ ℕ0)
101100ad2antrl 760 . . . . . . . . . 10 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → 𝑥 ∈ ℕ0)
102 dvdseq 14874 . . . . . . . . . . 11 (((𝑥 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ (𝑥𝑁𝑁𝑥)) → 𝑥 = 𝑁)
103102expr 641 . . . . . . . . . 10 (((𝑥 ∈ ℕ0𝑁 ∈ ℕ0) ∧ 𝑥𝑁) → (𝑁𝑥𝑥 = 𝑁))
104101, 58, 43, 103syl21anc 1317 . . . . . . . . 9 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑁𝑥𝑥 = 𝑁))
10599, 104sylbid 229 . . . . . . . 8 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) = (0g𝑌) → 𝑥 = 𝑁))
10697, 105orim12d 879 . . . . . . 7 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → ((((ℤRHom‘𝑌)‘(𝑁 / 𝑥)) = (0g𝑌) ∨ ((ℤRHom‘𝑌)‘𝑥) = (0g𝑌)) → (𝑥 = 1 ∨ 𝑥 = 𝑁)))
10770, 106mpd 15 . . . . . 6 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ (𝑥 ∈ ℕ ∧ 𝑥𝑁)) → (𝑥 = 1 ∨ 𝑥 = 𝑁))
108107expr 641 . . . . 5 (((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) ∧ 𝑥 ∈ ℕ) → (𝑥𝑁 → (𝑥 = 1 ∨ 𝑥 = 𝑁)))
109108ralrimiva 2949 . . . 4 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → ∀𝑥 ∈ ℕ (𝑥𝑁 → (𝑥 = 1 ∨ 𝑥 = 𝑁)))
110 isprm2 15233 . . . 4 (𝑁 ∈ ℙ ↔ (𝑁 ∈ (ℤ‘2) ∧ ∀𝑥 ∈ ℕ (𝑥𝑁 → (𝑥 = 1 ∨ 𝑥 = 𝑁))))
11128, 109, 110sylanbrc 695 . . 3 ((𝑁 ∈ ℕ ∧ 𝑌 ∈ IDomn) → 𝑁 ∈ ℙ)
112111ex 449 . 2 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑌 ∈ IDomn → 𝑁 ∈ ℙ))
11323znfld 19728 . . 3 (𝑁 ∈ ℙ → 𝑌 ∈ Field)
114 fldidom 19126 . . 3 (𝑌 ∈ Field → 𝑌 ∈ IDomn)
115113, 114syl 17 . 2 (𝑁 ∈ ℙ → 𝑌 ∈ IDomn)
116112, 115impbid1 214 1 (𝑁 ∈ ℕ → (𝑌 ∈ IDomn ↔ 𝑁 ∈ ℙ))
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 195   ∨ wo 382   ∧ wa 383   = wceq 1475   ∈ wcel 1977   ≠ wne 2780  ∀wral 2896  Vcvv 3173  ∅c0 3874  {csn 4125  {cpr 4127   class class class wbr 4583  ⟶wf 5800  ‘cfv 5804  (class class class)co 6549  2𝑜c2o 7441   ≼ cdom 7839  Fincfn 7841  ℂcc 9813  ℝcr 9814  0cc0 9815  1c1 9816   · cmul 9820   < clt 9953   ≤ cle 9954   / cdiv 10563  ℕcn 10897  2c2 10947  ℕ0cn0 11169  ℤcz 11254  ℤ≥cuz 11563  #chash 12979   ∥ cdvds 14821  ℙcprime 15223  Basecbs 15695  .rcmulr 15769  0gc0g 15923  Ringcrg 18370  CRingccrg 18371   RingHom crh 18535  Fieldcfield 18571  NzRingcnzr 19078  Domncdomn 19101  IDomncidom 19102  ℤringzring 19637  ℤRHomczrh 19667  ℤ/nℤczn 19670 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-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-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-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-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-tpos 7239  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-er 7629  df-ec 7631  df-qs 7635  df-map 7746  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-inf 8232  df-card 8648  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-xnn0 11241  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-rp 11709  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-mod 12531  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-dvds 14822  df-gcd 15055  df-prm 15224  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-0g 15925  df-imas 15991  df-qus 15992  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-mhm 17158  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-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-rnghom 18538  df-drng 18572  df-field 18573  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-nzr 19079  df-rlreg 19104  df-domn 19105  df-idom 19106  df-cnfld 19568  df-zring 19638  df-zrh 19671  df-zn 19674 This theorem is referenced by: (None)
 Copyright terms: Public domain W3C validator