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

Theorem mplsubrg 19655
Description: The set of polynomials is closed under multiplication, i.e. it is a subring of the set of power series. (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
mplsubg.s 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
mplsubg.p 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
mplsubg.u 𝑈 = (Base‘𝑃)
mplsubg.i (𝜑𝐼𝑊)
mpllss.r (𝜑𝑅 ∈ Ring)
Assertion
Ref Expression
mplsubrg (𝜑𝑈 ∈ (SubRing‘𝑆))

Proof of Theorem mplsubrg
Dummy variables 𝑘 𝑥 𝑓 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mplsubg.s . . 3 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
2 mplsubg.p . . 3 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
3 mplsubg.u . . 3 𝑈 = (Base‘𝑃)
4 mplsubg.i . . 3 (𝜑𝐼𝑊)
5 mpllss.r . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
6 ringgrp 18760 . . . 4 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
75, 6syl 17 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
81, 2, 3, 4, 7mplsubg 19652 . 2 (𝜑𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑆))
91, 4, 5psrring 19626 . . . 4 (𝜑𝑆 ∈ Ring)
10 eqid 2771 . . . . 5 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
11 eqid 2771 . . . . 5 (1r𝑆) = (1r𝑆)
1210, 11ringidcl 18776 . . . 4 (𝑆 ∈ Ring → (1r𝑆) ∈ (Base‘𝑆))
139, 12syl 17 . . 3 (𝜑 → (1r𝑆) ∈ (Base‘𝑆))
14 eqid 2771 . . . . 5 {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
15 eqid 2771 . . . . 5 (0g𝑅) = (0g𝑅)
16 eqid 2771 . . . . 5 (1r𝑅) = (1r𝑅)
171, 4, 5, 14, 15, 16, 11psr1 19627 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑆) = (𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))))
18 ovex 6823 . . . . . . . 8 (ℕ0𝑚 𝐼) ∈ V
1918mptrabex 6632 . . . . . . 7 (𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) ∈ V
20 funmpt 6069 . . . . . . 7 Fun (𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)))
21 fvex 6342 . . . . . . 7 (0g𝑅) ∈ V
2219, 20, 213pm3.2i 1423 . . . . . 6 ((𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) ∈ V ∧ Fun (𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) ∧ (0g𝑅) ∈ V)
2322a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) ∈ V ∧ Fun (𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) ∧ (0g𝑅) ∈ V))
24 snfi 8194 . . . . . 6 {(𝐼 × {0})} ∈ Fin
2524a1i 11 . . . . 5 (𝜑 → {(𝐼 × {0})} ∈ Fin)
26 eldifsni 4457 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ ({𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∖ {(𝐼 × {0})}) → 𝑘 ≠ (𝐼 × {0}))
2726adantl 467 . . . . . . 7 ((𝜑𝑘 ∈ ({𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∖ {(𝐼 × {0})})) → 𝑘 ≠ (𝐼 × {0}))
28 ifnefalse 4237 . . . . . . 7 (𝑘 ≠ (𝐼 × {0}) → if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) = (0g𝑅))
2927, 28syl 17 . . . . . 6 ((𝜑𝑘 ∈ ({𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∖ {(𝐼 × {0})})) → if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) = (0g𝑅))
3018rabex 4946 . . . . . . 7 {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V
3130a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V)
3229, 31suppss2 7481 . . . . 5 (𝜑 → ((𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) supp (0g𝑅)) ⊆ {(𝐼 × {0})})
33 suppssfifsupp 8446 . . . . 5 ((((𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) ∈ V ∧ Fun (𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) ∧ (0g𝑅) ∈ V) ∧ ({(𝐼 × {0})} ∈ Fin ∧ ((𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) supp (0g𝑅)) ⊆ {(𝐼 × {0})})) → (𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) finSupp (0g𝑅))
3423, 25, 32, 33syl12anc 1474 . . . 4 (𝜑 → (𝑘 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑘 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) finSupp (0g𝑅))
3517, 34eqbrtrd 4808 . . 3 (𝜑 → (1r𝑆) finSupp (0g𝑅))
362, 1, 10, 15, 3mplelbas 19645 . . 3 ((1r𝑆) ∈ 𝑈 ↔ ((1r𝑆) ∈ (Base‘𝑆) ∧ (1r𝑆) finSupp (0g𝑅)))
3713, 35, 36sylanbrc 572 . 2 (𝜑 → (1r𝑆) ∈ 𝑈)
384adantr 466 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑈𝑦𝑈)) → 𝐼𝑊)
395adantr 466 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑈𝑦𝑈)) → 𝑅 ∈ Ring)
40 eqid 2771 . . . 4 ( ∘𝑓 + “ ((𝑥 supp (0g𝑅)) × (𝑦 supp (0g𝑅)))) = ( ∘𝑓 + “ ((𝑥 supp (0g𝑅)) × (𝑦 supp (0g𝑅))))
41 eqid 2771 . . . 4 (.r𝑅) = (.r𝑅)
42 simprl 754 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑈𝑦𝑈)) → 𝑥𝑈)
43 simprr 756 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑈𝑦𝑈)) → 𝑦𝑈)
441, 2, 3, 38, 39, 14, 15, 40, 41, 42, 43mplsubrglem 19654 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝑈𝑦𝑈)) → (𝑥(.r𝑆)𝑦) ∈ 𝑈)
4544ralrimivva 3120 . 2 (𝜑 → ∀𝑥𝑈𝑦𝑈 (𝑥(.r𝑆)𝑦) ∈ 𝑈)
46 eqid 2771 . . . 4 (.r𝑆) = (.r𝑆)
4710, 11, 46issubrg2 19010 . . 3 (𝑆 ∈ Ring → (𝑈 ∈ (SubRing‘𝑆) ↔ (𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑆) ∧ (1r𝑆) ∈ 𝑈 ∧ ∀𝑥𝑈𝑦𝑈 (𝑥(.r𝑆)𝑦) ∈ 𝑈)))
489, 47syl 17 . 2 (𝜑 → (𝑈 ∈ (SubRing‘𝑆) ↔ (𝑈 ∈ (SubGrp‘𝑆) ∧ (1r𝑆) ∈ 𝑈 ∧ ∀𝑥𝑈𝑦𝑈 (𝑥(.r𝑆)𝑦) ∈ 𝑈)))
498, 37, 45, 48mpbir3and 1427 1 (𝜑𝑈 ∈ (SubRing‘𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 196  wa 382  w3a 1071   = wceq 1631  wcel 2145  wne 2943  wral 3061  {crab 3065  Vcvv 3351  cdif 3720  wss 3723  ifcif 4225  {csn 4316   class class class wbr 4786  cmpt 4863   × cxp 5247  ccnv 5248  cima 5252  Fun wfun 6025  cfv 6031  (class class class)co 6793  𝑓 cof 7042   supp csupp 7446  𝑚 cmap 8009  Fincfn 8109   finSupp cfsupp 8431  0cc0 10138   + caddc 10141  cn 11222  0cn0 11494  Basecbs 16064  .rcmulr 16150  0gc0g 16308  Grpcgrp 17630  SubGrpcsubg 17796  1rcur 18709  Ringcrg 18755  SubRingcsubrg 18986   mPwSer cmps 19566   mPoly cmpl 19568
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4904  ax-sep 4915  ax-nul 4923  ax-pow 4974  ax-pr 5034  ax-un 7096  ax-inf2 8702  ax-cnex 10194  ax-resscn 10195  ax-1cn 10196  ax-icn 10197  ax-addcl 10198  ax-addrcl 10199  ax-mulcl 10200  ax-mulrcl 10201  ax-mulcom 10202  ax-addass 10203  ax-mulass 10204  ax-distr 10205  ax-i2m1 10206  ax-1ne0 10207  ax-1rid 10208  ax-rnegex 10209  ax-rrecex 10210  ax-cnre 10211  ax-pre-lttri 10212  ax-pre-lttrn 10213  ax-pre-ltadd 10214  ax-pre-mulgt0 10215
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4226  df-pw 4299  df-sn 4317  df-pr 4319  df-tp 4321  df-op 4323  df-uni 4575  df-int 4612  df-iun 4656  df-iin 4657  df-br 4787  df-opab 4847  df-mpt 4864  df-tr 4887  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-se 5209  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-isom 6040  df-riota 6754  df-ov 6796  df-oprab 6797  df-mpt2 6798  df-of 7044  df-ofr 7045  df-om 7213  df-1st 7315  df-2nd 7316  df-supp 7447  df-wrecs 7559  df-recs 7621  df-rdg 7659  df-1o 7713  df-2o 7714  df-oadd 7717  df-er 7896  df-map 8011  df-pm 8012  df-ixp 8063  df-en 8110  df-dom 8111  df-sdom 8112  df-fin 8113  df-fsupp 8432  df-oi 8571  df-card 8965  df-pnf 10278  df-mnf 10279  df-xr 10280  df-ltxr 10281  df-le 10282  df-sub 10470  df-neg 10471  df-nn 11223  df-2 11281  df-3 11282  df-4 11283  df-5 11284  df-6 11285  df-7 11286  df-8 11287  df-9 11288  df-n0 11495  df-z 11580  df-uz 11889  df-fz 12534  df-fzo 12674  df-seq 13009  df-hash 13322  df-struct 16066  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-ress 16072  df-plusg 16162  df-mulr 16163  df-sca 16165  df-vsca 16166  df-tset 16168  df-0g 16310  df-gsum 16311  df-mre 16454  df-mrc 16455  df-acs 16457  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-mhm 17543  df-submnd 17544  df-grp 17633  df-minusg 17634  df-mulg 17749  df-subg 17799  df-ghm 17866  df-cntz 17957  df-cmn 18402  df-abl 18403  df-mgp 18698  df-ur 18710  df-ring 18757  df-subrg 18988  df-psr 19571  df-mpl 19573
This theorem is referenced by:  mpl1  19659  mplring  19667  mplcrng  19668  mplassa  19669  subrgmpl  19675  mplbas2  19685  subrgasclcl  19714  mplind  19717  evlseu  19731  ply1subrg  19782
  Copyright terms: Public domain W3C validator