Theorem: IsPrimitiveRoot.minpoly_dvd_pow_mod
File: Mathlib/RingTheory/RootsOfUnity/Minpoly.lean

Proof steps:
state_before: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
⊢ map (Int.castRingHom (ZMod p)) (minpoly ℤ μ) ∣ map (Int.castRingHom (ZMod p)) (minpoly ℤ (μ ^ p)) ^ p
state_after: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
Q : ℤ[X] := minpoly ℤ (μ ^ p)
⊢ map (Int.castRingHom (ZMod p)) (minpoly ℤ μ) ∣ map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p
tactic: set Q := minpoly ℤ (μ ^ p)
state_before: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
Q : ℤ[X] := minpoly ℤ (μ ^ p)
⊢ map (Int.castRingHom (ZMod p)) (minpoly ℤ μ) ∣ map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p
state_after: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
Q : ℤ[X] := minpoly ℤ (μ ^ p)
hfrob : map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p = map (Int.castRingHom (ZMod p)) ((expand ℤ p) Q)
⊢ map (Int.castRingHom (ZMod p)) (minpoly ℤ μ) ∣ map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p
tactic: have hfrob :
    map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p = map (Int.castRingHom (ZMod p)) (expand ℤ p Q) := by
    rw [← ZMod.expand_card, map_expand]
state_before: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
Q : ℤ[X] := minpoly ℤ (μ ^ p)
hfrob : map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p = map (Int.castRingHom (ZMod p)) ((expand ℤ p) Q)
⊢ map (Int.castRingHom (ZMod p)) (minpoly ℤ μ) ∣ map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p
state_after: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
Q : ℤ[X] := minpoly ℤ (μ ^ p)
hfrob : map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p = map (Int.castRingHom (ZMod p)) ((expand ℤ p) Q)
⊢ map (Int.castRingHom (ZMod p)) (minpoly ℤ μ) ∣ map (Int.castRingHom (ZMod p)) ((expand ℤ p) Q)
tactic: rw [hfrob]
state_before: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
Q : ℤ[X] := minpoly ℤ (μ ^ p)
hfrob : map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p = map (Int.castRingHom (ZMod p)) ((expand ℤ p) Q)
⊢ map (Int.castRingHom (ZMod p)) (minpoly ℤ μ) ∣ map (Int.castRingHom (ZMod p)) ((expand ℤ p) Q)
state_after: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
Q : ℤ[X] := minpoly ℤ (μ ^ p)
hfrob : map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p = map (Int.castRingHom (ZMod p)) ((expand ℤ p) Q)
⊢ minpoly ℤ μ ∣ (expand ℤ p) Q
tactic: apply RingHom.map_dvd (mapRingHom (Int.castRingHom (ZMod p)))
state_before: n : ℕ
K : Type u_1
inst✝² : CommRing K
μ : K
h : IsPrimitiveRoot μ n
inst✝¹ : IsDomain K
inst✝ : CharZero K
p : ℕ
hprime : Fact (Nat.Prime p)
hdiv : ¬p ∣ n
Q : ℤ[X] := minpoly ℤ (μ ^ p)
hfrob : map (Int.castRingHom (ZMod p)) Q ^ p = map (Int.castRingHom (ZMod p)) ((expand ℤ p) Q)
⊢ minpoly ℤ μ ∣ (expand ℤ p) Q
state_after: no goals
tactic: exact minpoly_dvd_expand h hdiv