English
An element γ ∈ SL(2, Z) lies in Gamma(N) exactly when its entries satisfy the standard congruence relations modulo N.
Русский
Элемент γ ∈ SL(2, Z) принадлежит Gamma(N) тогда и только тогда, когда его элементы удовлетворяют стандартным конгруентным условиям по модулю N.
LaTeX
$$γ ∈ Gamma(N) ↔ (γ00 ≡ 1 mod N) ∧ (γ01 ≡ 0 mod N) ∧ (γ10 ≡ 0 mod N) ∧ (γ11 ≡ 1 mod N)$$
Lean4
@[simp]
theorem Gamma_mem {N} {γ : SL(2, ℤ)} :
γ ∈ Gamma N ↔ (γ 0 0 : ZMod N) = 1 ∧ (γ 0 1 : ZMod N) = 0 ∧ (γ 1 0 : ZMod N) = 0 ∧ (γ 1 1 : ZMod N) = 1 :=
by
rw [Gamma_mem']
constructor
· intro h
simp [← SL_reduction_mod_hom_val N γ, h]
· intro h
ext i j
rw [SL_reduction_mod_hom_val N γ]
fin_cases i <;> fin_cases j <;> simp only
exacts [h.1, h.2.1, h.2.2.1, h.2.2.2]