Theorem subrgpsr 20199

Description: A subring of the base ring induces a subring of power series. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Jul-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
subrgpsr.s	⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
subrgpsr.h	⊢ 𝐻 = (𝑅 ↾s 𝑇)
subrgpsr.u	⊢ 𝑈 = (𝐼 mPwSer 𝐻)
subrgpsr.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑈)

Assertion

Ref	Expression
subrgpsr	⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆))

Proof of Theorem subrgpsr

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		subrgpsr.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
2		simpl 485	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐼 ∈ 𝑉)
3		subrgrcl 19540	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
4	3	adantl 484	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
5	1, 2, 4	psrring 20191	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑆 ∈ Ring)
6		subrgpsr.u	. . . 4 ⊢ 𝑈 = (𝐼 mPwSer 𝐻)
7		subrgpsr.h	. . . . . 6 ⊢ 𝐻 = (𝑅 ↾s 𝑇)
8	7	subrgring 19538	. . . . 5 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐻 ∈ Ring)
9	8	adantl 484	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐻 ∈ Ring)
10	6, 2, 9	psrring 20191	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑈 ∈ Ring)
11		subrgpsr.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑈)
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = (Base‘𝑈))
13		eqid 2821	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ↾s 𝐵) = (𝑆 ↾s 𝐵)
14		simpr 487	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅))
15	1, 7, 6, 11, 13, 14	resspsrbas 20195	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))
16	1, 7, 6, 11, 13, 14	resspsradd 20196	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(+g‘𝑈)𝑦) = (𝑥(+g‘(𝑆 ↾s 𝐵))𝑦))
17	1, 7, 6, 11, 13, 14	resspsrmul 20197	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(.r‘𝑈)𝑦) = (𝑥(.r‘(𝑆 ↾s 𝐵))𝑦))
18	12, 15, 16, 17	ringpropd 19332	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑈 ∈ Ring ↔ (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring))
19	10, 18	mpbid 234	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring)
20		eqid 2821	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
21	13, 20	ressbasss 16556	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ⊆ (Base‘𝑆)
22	15, 21	eqsstrdi 4021	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ⊆ (Base‘𝑆))
23		eqid 2821	. . . . . . 7 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
24		eqid 2821	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
25		eqid 2821	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
26		eqid 2821	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
27	1, 2, 4, 23, 24, 25, 26	psr1 20192	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆) = (𝑥 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))))
28	25	subrg1cl 19543	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r‘𝑅) ∈ 𝑇)
29		subrgsubg 19541	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑅))
30	24	subg0cl 18287	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑅) → (0g‘𝑅) ∈ 𝑇)
31	29, 30	syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → (0g‘𝑅) ∈ 𝑇)
32	28, 31	ifcld 4512	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ 𝑇)
33	32	adantl 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ 𝑇)
34	7	subrgbas 19544	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑇 = (Base‘𝐻))
35	34	adantl 484	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑇 = (Base‘𝐻))
36	33, 35	eleqtrd 2915	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ (Base‘𝐻))
37	36	adantr 483	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ 𝑥 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ (Base‘𝐻))
38	27, 37	fmpt3d 6880	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆):{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝐻))
39		fvex 6683	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝐻) ∈ V
40		ovex 7189	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∈ V
41	40	rabex 5235	. . . . . 6 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V
42	39, 41	elmap 8435	. . . . 5 ⊢ ((1r‘𝑆) ∈ ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) ↔ (1r‘𝑆):{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝐻))
43	38, 42	sylibr 236	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆) ∈ ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
44		eqid 2821	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
45	6, 44, 23, 11, 2	psrbas 20158	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
46	43, 45	eleqtrrd 2916	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆) ∈ 𝐵)
47	22, 46	jca 514	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝐵 ⊆ (Base‘𝑆) ∧ (1r‘𝑆) ∈ 𝐵))
48	20, 26	issubrg 19535	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆) ↔ ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring) ∧ (𝐵 ⊆ (Base‘𝑆) ∧ (1r‘𝑆) ∈ 𝐵)))
49	5, 19, 47, 48	syl21anbrc 1340	1 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  {crab 3142   ⊆ wss 3936  ifcif 4467  {csn 4567   × cxp 5553  ^◡ccnv 5554   “ cima 5558  ⟶wf 6351  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156   ↑_m cmap 8406  Fincfn 8509  0cc0 10537  ℕcn 11638  ℕ₀cn0 11898  Basecbs 16483   ↾_s cress 16484  0_gc0g 16713  SubGrpcsubg 18273  1_rcur 19251  Ringcrg 19297  SubRingcsubrg 19531   mPwSer cmps 20131

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rmo 3146  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-int 4877  df-iun 4921  df-iin 4922  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-se 5515  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-isom 6364  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-of 7409  df-ofr 7410  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-supp 7831  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-1o 8102  df-2o 8103  df-oadd 8106  df-er 8289  df-map 8408  df-pm 8409  df-ixp 8462  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-fin 8513  df-fsupp 8834  df-oi 8974  df-card 9368  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-nn 11639  df-2 11701  df-3 11702  df-4 11703  df-5 11704  df-6 11705  df-7 11706  df-8 11707  df-9 11708  df-n0 11899  df-z 11983  df-uz 12245  df-fz 12894  df-fzo 13035  df-seq 13371  df-hash 13692  df-struct 16485  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-ress 16491  df-plusg 16578  df-mulr 16579  df-sca 16581  df-vsca 16582  df-tset 16584  df-0g 16715  df-gsum 16716  df-mre 16857  df-mrc 16858  df-acs 16860  df-mgm 17852  df-sgrp 17901  df-mnd 17912  df-mhm 17956  df-submnd 17957  df-grp 18106  df-minusg 18107  df-mulg 18225  df-subg 18276  df-ghm 18356  df-cntz 18447  df-cmn 18908  df-abl 18909  df-mgp 19240  df-ur 19252  df-ring 19299  df-subrg 19533  df-psr 20136

This theorem is referenced by:  ressmplbas2  20236  subrgmpl  20241