Theorem mplsubgfi 14335

Description: The set of polynomials is closed under addition, i.e. it is a subgroup of the set of power series. (Contributed by Mario Carneiro, 8-Jan-2015.) (Proof shortened by AV, 16-Jul-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
mplsubg.s	|- S = ( I mPwSer R )
mplsubg.p	|- P = ( I mPoly R )
mplsubg.u	|- U = ( Base ` P )
mplsubg.i	|- ( ph -> I e. Fin )
mplsubg.r	|- ( ph -> R e. Grp )

Assertion

Ref	Expression
mplsubgfi	|- ( ph -> U e. (SubGrp ` S ) )

Proof of Theorem mplsubgfi

Dummy variables j u v are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mplsubg.p	. . . 4 |- P = ( I mPoly R )
2		mplsubg.s	. . . 4 |- S = ( I mPwSer R )
3		mplsubg.u	. . . 4 |- U = ( Base ` P )
4		eqid 2196	. . . 4 |- ( Base ` S ) = ( Base ` S )
5	1, 2, 3, 4	mplbasss 14330	. . 3 |- U C_ ( Base ` S )
6	5	a1i 9	. 2 |- ( ph -> U C_ ( Base ` S ) )
7		mplsubg.i	. . 3 |- ( ph -> I e. Fin )
8		mplsubg.r	. . 3 |- ( ph -> R e. Grp )
9	2, 1, 3, 7, 8	mplsubgfilemm 14332	. 2 |- ( ph -> E. j j e. U )
10	7	ad2antrr 488	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ u e. U ) /\ v e. U ) -> I e. Fin )
11	8	ad2antrr 488	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ u e. U ) /\ v e. U ) -> R e. Grp )
12		simplr 528	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ u e. U ) /\ v e. U ) -> u e. U )
13		simpr 110	. . . . . 6 |- ( ( ( ph /\ u e. U ) /\ v e. U ) -> v e. U )
14		eqid 2196	. . . . . 6 |- ( +g ` S ) = ( +g ` S )
15	2, 1, 3, 10, 11, 12, 13, 14	mplsubgfilemcl 14333	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ u e. U ) /\ v e. U ) -> ( u ( +g ` S ) v ) e. U )
16	15	ralrimiva 2570	. . . 4 |- ( ( ph /\ u e. U ) -> A. v e. U ( u ( +g ` S ) v ) e. U )
17	7	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ph /\ u e. U ) -> I e. Fin )
18	8	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ph /\ u e. U ) -> R e. Grp )
19		simpr 110	. . . . 5 |- ( ( ph /\ u e. U ) -> u e. U )
20		eqid 2196	. . . . 5 |- ( invg ` S ) = ( invg ` S )
21	2, 1, 3, 17, 18, 19, 20	mplsubgfileminv 14334	. . . 4 |- ( ( ph /\ u e. U ) -> ( ( invg ` S ) ` u ) e. U )
22	16, 21	jca 306	. . 3 |- ( ( ph /\ u e. U ) -> ( A. v e. U ( u ( +g ` S ) v ) e. U /\ ( ( invg ` S ) ` u ) e. U ) )
23	22	ralrimiva 2570	. 2 |- ( ph -> A. u e. U ( A. v e. U ( u ( +g ` S ) v ) e. U /\ ( ( invg ` S ) ` u ) e. U ) )
24	2, 7, 8	psrgrp 14319	. . 3 |- ( ph -> S e. Grp )
25	4, 14, 20	issubg2m 13397	. . 3 |- ( S e. Grp -> ( U e. (SubGrp ` S ) <-> ( U C_ ( Base ` S ) /\ E. j j e. U /\ A. u e. U ( A. v e. U ( u ( +g ` S ) v ) e. U /\ ( ( invg ` S ) ` u ) e. U ) ) ) )
26	24, 25	syl 14	. 2 |- ( ph -> ( U e. (SubGrp ` S ) <-> ( U C_ ( Base ` S ) /\ E. j j e. U /\ A. u e. U ( A. v e. U ( u ( +g ` S ) v ) e. U /\ ( ( invg ` S ) ` u ) e. U ) ) ) )
27	6, 9, 23, 26	mpbir3and 1182	1 |- ( ph -> U e. (SubGrp ` S ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 980   = wceq 1364   E.wex 1506   e. wcel 2167   A.wral 2475   C_ wss 3157   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   Fincfn 6808   Basecbs 12705   +g cplusg 12782   Grpcgrp 13204   invgcminusg 13205  SubGrpcsubg 13375   mPwSer cmps 14295   mPoly cmpl 14296

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-nul 4160  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-iinf 4625  ax-cnex 7989  ax-resscn 7990  ax-1cn 7991  ax-1re 7992  ax-icn 7993  ax-addcl 7994  ax-addrcl 7995  ax-mulcl 7996  ax-addcom 7998  ax-mulcom 7999  ax-addass 8000  ax-mulass 8001  ax-distr 8002  ax-i2m1 8003  ax-0lt1 8004  ax-1rid 8005  ax-0id 8006  ax-rnegex 8007  ax-cnre 8009  ax-pre-ltirr 8010  ax-pre-ltwlin 8011  ax-pre-lttrn 8012  ax-pre-apti 8013  ax-pre-ltadd 8014

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 836  df-3or 981  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-if 3563  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-tp 3631  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-tr 4133  df-id 4329  df-iord 4402  df-on 4404  df-suc 4407  df-iom 4628  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-of 6139  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-1o 6483  df-er 6601  df-map 6718  df-ixp 6767  df-en 6809  df-fin 6811  df-sup 7059  df-pnf 8082  df-mnf 8083  df-xr 8084  df-ltxr 8085  df-le 8086  df-sub 8218  df-neg 8219  df-inn 9010  df-2 9068  df-3 9069  df-4 9070  df-5 9071  df-6 9072  df-7 9073  df-8 9074  df-9 9075  df-n0 9269  df-z 9346  df-dec 9477  df-uz 9621  df-fz 10103  df-struct 12707  df-ndx 12708  df-slot 12709  df-base 12711  df-sets 12712  df-iress 12713  df-plusg 12795  df-mulr 12796  df-sca 12798  df-vsca 12799  df-ip 12800  df-tset 12801  df-ple 12802  df-ds 12804  df-hom 12806  df-cco 12807  df-rest 12945  df-topn 12946  df-0g 12962  df-topgen 12964  df-pt 12965  df-prds 12971  df-pws 12994  df-mgm 13060  df-sgrp 13106  df-mnd 13121  df-grp 13207  df-minusg 13208  df-subg 13378  df-psr 14297  df-mplcoe 14298

This theorem is referenced by:  mpl0fi  14336  mplnegfi  14339  mplgrpfi  14340