English
Let ζ be a primitive p^(k+1)-th root of unity in a cyclotomic extension over Q. Then the integer hζ.toInteger − 1 is a prime number.
Русский
Пусть ζ — примитивный корень из единиц порядка p^(k+1) в циклотомическом расширении над Q. Тогда целое число hζ.toInteger − 1 является простым.
LaTeX
$$$\\operatorname{Prime}\\bigl(h\\zeta^{\\mathrm{toInteger}} - 1\\bigr)$$$
Lean4
/-- `ζ - 1` is prime if `ζ` is a primitive `p ^ (k + 1)`-th root of unity. -/
theorem zeta_sub_one_prime [IsCyclotomicExtension {p ^ (k + 1)} ℚ K] (hζ : IsPrimitiveRoot ζ (p ^ (k + 1))) :
Prime (hζ.toInteger - 1) := by
by_cases htwo : p = 2
· subst htwo
apply hζ.zeta_sub_one_prime_of_two_pow
· apply hζ.zeta_sub_one_prime_of_ne_two htwo