Theorem mplsubgfi 14630

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 2209	. . . 4 |- ( Base ` S ) = ( Base ` S )
5	1, 2, 3, 4	mplbasss 14625	. . 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 14627	. 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 2209	. . . . . 6 |- ( +g ` S ) = ( +g ` S )
15	2, 1, 3, 10, 11, 12, 13, 14	mplsubgfilemcl 14628	. . . . 5 |- ( ( ( ph /\ u e. U ) /\ v e. U ) -> ( u ( +g ` S ) v ) e. U )
16	15	ralrimiva 2583	. . . 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 2209	. . . . 5 |- ( invg ` S ) = ( invg ` S )
21	2, 1, 3, 17, 18, 19, 20	mplsubgfileminv 14629	. . . 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 2583	. 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 14614	. . 3 |- ( ph -> S e. Grp )
25	4, 14, 20	issubg2m 13692	. . 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 1185	1 |- ( ph -> U e. (SubGrp ` S ) )

Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105   /\ w3a 983   = wceq 1375   E.wex 1518   e. wcel 2180   A.wral 2488   C_ wss 3177   ` cfv 5294  (class class class)co 5974   Fincfn 6857   Basecbs 12998   +g cplusg 13076   Grpcgrp 13499   invgcminusg 13500  SubGrpcsubg 13670   mPwSer cmps 14590   mPoly cmpl 14591

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 617  ax-in2 618  ax-io 713  ax-5 1473  ax-7 1474  ax-gen 1475  ax-ie1 1519  ax-ie2 1520  ax-8 1530  ax-10 1531  ax-11 1532  ax-i12 1533  ax-bndl 1535  ax-4 1536  ax-17 1552  ax-i9 1556  ax-ial 1560  ax-i5r 1561  ax-13 2182  ax-14 2183  ax-ext 2191  ax-coll 4178  ax-sep 4181  ax-nul 4189  ax-pow 4237  ax-pr 4272  ax-un 4501  ax-setind 4606  ax-iinf 4657  ax-cnex 8058  ax-resscn 8059  ax-1cn 8060  ax-1re 8061  ax-icn 8062  ax-addcl 8063  ax-addrcl 8064  ax-mulcl 8065  ax-addcom 8067  ax-mulcom 8068  ax-addass 8069  ax-mulass 8070  ax-distr 8071  ax-i2m1 8072  ax-0lt1 8073  ax-1rid 8074  ax-0id 8075  ax-rnegex 8076  ax-cnre 8078  ax-pre-ltirr 8079  ax-pre-ltwlin 8080  ax-pre-lttrn 8081  ax-pre-apti 8082  ax-pre-ltadd 8083

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 839  df-3or 984  df-3an 985  df-tru 1378  df-fal 1381  df-nf 1487  df-sb 1789  df-eu 2060  df-mo 2061  df-clab 2196  df-cleq 2202  df-clel 2205  df-nfc 2341  df-ne 2381  df-nel 2476  df-ral 2493  df-rex 2494  df-reu 2495  df-rmo 2496  df-rab 2497  df-v 2781  df-sbc 3009  df-csb 3105  df-dif 3179  df-un 3181  df-in 3183  df-ss 3190  df-nul 3472  df-if 3583  df-pw 3631  df-sn 3652  df-pr 3653  df-tp 3654  df-op 3655  df-uni 3868  df-int 3903  df-iun 3946  df-br 4063  df-opab 4125  df-mpt 4126  df-tr 4162  df-id 4361  df-iord 4434  df-on 4436  df-suc 4439  df-iom 4660  df-xp 4702  df-rel 4703  df-cnv 4704  df-co 4705  df-dm 4706  df-rn 4707  df-res 4708  df-ima 4709  df-iota 5254  df-fun 5296  df-fn 5297  df-f 5298  df-f1 5299  df-fo 5300  df-f1o 5301  df-fv 5302  df-riota 5927  df-ov 5977  df-oprab 5978  df-mpo 5979  df-of 6188  df-1st 6256  df-2nd 6257  df-1o 6532  df-er 6650  df-map 6767  df-ixp 6816  df-en 6858  df-fin 6860  df-sup 7119  df-pnf 8151  df-mnf 8152  df-xr 8153  df-ltxr 8154  df-le 8155  df-sub 8287  df-neg 8288  df-inn 9079  df-2 9137  df-3 9138  df-4 9139  df-5 9140  df-6 9141  df-7 9142  df-8 9143  df-9 9144  df-n0 9338  df-z 9415  df-dec 9547  df-uz 9691  df-fz 10173  df-struct 13000  df-ndx 13001  df-slot 13002  df-base 13004  df-sets 13005  df-iress 13006  df-plusg 13089  df-mulr 13090  df-sca 13092  df-vsca 13093  df-ip 13094  df-tset 13095  df-ple 13096  df-ds 13098  df-hom 13100  df-cco 13101  df-rest 13240  df-topn 13241  df-0g 13257  df-topgen 13259  df-pt 13260  df-prds 13266  df-pws 13289  df-mgm 13355  df-sgrp 13401  df-mnd 13416  df-grp 13502  df-minusg 13503  df-subg 13673  df-psr 14592  df-mplcoe 14593

This theorem is referenced by:  mpl0fi  14631  mplnegfi  14634  mplgrpfi  14635