Theorem psr1clfi 15198

Description: The identity element of the ring of power series. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
psrring.s	|- S = ( I mPwSer R )
psrringfi.i	|- ( ph -> I e. Fin )
psrring.r	|- ( ph -> R e. Ring )
psr1cl.d	|- D = { f e. ( NN0 ^m I ) | ( `' f " NN ) e. Fin }
psr1cl.z	|- .0. = ( 0g ` R )
psr1cl.o	|- .1. = ( 1r ` R )
psr1cl.u	|- U = ( x e. D |-> if ( x = ( I X. { 0 } ) , .1. , .0. ) )
psr1cl.b	|- B = ( Base ` S )

Assertion

Ref	Expression
psr1clfi	|- ( ph -> U e. B )

Distinct variable groups:   x, f, .0.   f, I, x   x, B   R, f, x   x, D   ph, x   x, S   x, .1.

Allowed substitution hints:   ph( f)   B( f)   D( f)   S( f)   U( x, f)   .1. ( f)

Proof of Theorem psr1clfi

Dummy variable z is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		psrring.r	. . . . . . 7 |- ( ph -> R e. Ring )
2		eqid 2238	. . . . . . . 8 |- ( Base ` R ) = ( Base ` R )
3		psr1cl.o	. . . . . . . 8 |- .1. = ( 1r ` R )
4	2, 3	ringidcl 14432	. . . . . . 7 |- ( R e. Ring -> .1. e. ( Base ` R ) )
5	1, 4	syl 14	. . . . . 6 |- ( ph -> .1. e. ( Base ` R ) )
6	5	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> .1. e. ( Base ` R ) )
7		psr1cl.z	. . . . . . . 8 |- .0. = ( 0g ` R )
8	2, 7	ring0cl 14433	. . . . . . 7 |- ( R e. Ring -> .0. e. ( Base ` R ) )
9	1, 8	syl 14	. . . . . 6 |- ( ph -> .0. e. ( Base ` R ) )
10	9	adantr 276	. . . . 5 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> .0. e. ( Base ` R ) )
11		psrringfi.i	. . . . . . . . 9 |- ( ph -> I e. Fin )
12		0z 9666	. . . . . . . . . . 11 |- 0 e. ZZ
13		cnveq 4956	. . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 |- ( f = x -> `' f = `' x )
14	13	imaeq1d 5128	. . . . . . . . . . . . . . . . . 18 |- ( f = x -> ( `' f " NN ) = ( `' x " NN ) )
15	14	eleq1d 2307	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- ( f = x -> ( ( `' f " NN ) e. Fin <-> ( `' x " NN ) e. Fin ) )
16		psr1cl.d	. . . . . . . . . . . . . . . . 17 |- D = { f e. ( NN0 ^m I ) | ( `' f " NN ) e. Fin }
17	15, 16	elrab2 2985	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- ( x e. D <-> ( x e. ( NN0 ^m I ) /\ ( `' x " NN ) e. Fin ) )
18	17	simplbi 274	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( x e. D -> x e. ( NN0 ^m I ) )
19	18	adantl 277	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> x e. ( NN0 ^m I ) )
20		nn0ex 9580	. . . . . . . . . . . . . . . 16 |- NN0 e. _V
21	20	a1i 9	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> NN0 e. _V )
22	11	adantr 276	. . . . . . . . . . . . . . 15 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> I e. Fin )
23	21, 22	elmapd 6940	. . . . . . . . . . . . . 14 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> ( x e. ( NN0 ^m I ) <-> x : I --> NN0 ) )
24	19, 23	mpbid 147	. . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> x : I --> NN0 )
25	24	ffvelcdmda 5846	. . . . . . . . . . . 12 |- ( ( ( ph /\ x e. D ) /\ z e. I ) -> ( x ` z ) e. NN0 )
26	25	nn0zd 9777	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( ( ph /\ x e. D ) /\ z e. I ) -> ( x ` z ) e. ZZ )
27		zdceq 9731	. . . . . . . . . . 11 |- ( ( 0 e. ZZ /\ ( x ` z ) e. ZZ ) -> DECID 0 = ( x ` z ) )
28	12, 26, 27	sylancr 418	. . . . . . . . . 10 |- ( ( ( ph /\ x e. D ) /\ z e. I ) -> DECID 0 = ( x ` z ) )
29	28	ralrimiva 2623	. . . . . . . . 9 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> A. z e. I DECID 0 = ( x ` z ) )
30		dcfi 7320	. . . . . . . . 9 |- ( ( I e. Fin /\ A. z e. I DECID 0 = ( x ` z ) ) -> DECID A. z e. I 0 = ( x ` z ) )
31	11, 29, 30	syl2an2r 603	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> DECID A. z e. I 0 = ( x ` z ) )
32		0nn0 9589	. . . . . . . . . . 11 |- 0 e. NN0
33	32	rgenw 2605	. . . . . . . . . 10 |- A. z e. I 0 e. NN0
34		mpteqb 5799	. . . . . . . . . 10 |- ( A. z e. I 0 e. NN0 -> ( ( z e. I |-> 0 ) = ( z e. I |-> ( x ` z ) ) <-> A. z e. I 0 = ( x ` z ) ) )
35	33, 34	ax-mp 5	. . . . . . . . 9 |- ( ( z e. I |-> 0 ) = ( z e. I |-> ( x ` z ) ) <-> A. z e. I 0 = ( x ` z ) )
36	35	dcbii 852	. . . . . . . 8 |- (DECID ( z e. I |-> 0 ) = ( z e. I |-> ( x ` z ) ) <-> DECID A. z e. I 0 = ( x ` z ) )
37	31, 36	sylibr 134	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> DECID ( z e. I |-> 0 ) = ( z e. I |-> ( x ` z ) ) )
38		eqcom 2240	. . . . . . . 8 |- ( ( z e. I |-> 0 ) = ( z e. I |-> ( x ` z ) ) <-> ( z e. I |-> ( x ` z ) ) = ( z e. I |-> 0 ) )
39	38	dcbii 852	. . . . . . 7 |- (DECID ( z e. I |-> 0 ) = ( z e. I |-> ( x ` z ) ) <-> DECID ( z e. I |-> ( x ` z ) ) = ( z e. I |-> 0 ) )
40	37, 39	sylib 122	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> DECID ( z e. I |-> ( x ` z ) ) = ( z e. I |-> 0 ) )
41	24	feqmptd 5759	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> x = ( z e. I |-> ( x ` z ) ) )
42		fconstmpt 4824	. . . . . . . . 9 |- ( I X. { 0 } ) = ( z e. I |-> 0 )
43	42	a1i 9	. . . . . . . 8 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> ( I X. { 0 } ) = ( z e. I |-> 0 ) )
44	41, 43	eqeq12d 2253	. . . . . . 7 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> ( x = ( I X. { 0 } ) <-> ( z e. I |-> ( x ` z ) ) = ( z e. I |-> 0 ) ) )
45	44	dcbid 850	. . . . . 6 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> (DECID x = ( I X. { 0 } ) <-> DECID ( z e. I |-> ( x ` z ) ) = ( z e. I |-> 0 ) ) )
46	40, 45	mpbird 167	. . . . 5 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> DECID x = ( I X. { 0 } ) )
47	6, 10, 46	ifcldcd 3678	. . . 4 |- ( ( ph /\ x e. D ) -> if ( x = ( I X. { 0 } ) , .1. , .0. ) e. ( Base ` R ) )
48		psr1cl.u	. . . 4 |- U = ( x e. D |-> if ( x = ( I X. { 0 } ) , .1. , .0. ) )
49	47, 48	fmptd 5865	. . 3 |- ( ph -> U : D --> ( Base ` R ) )
50		basfn 13469	. . . . 5 |- Base Fn _V
51	1	elexd 2835	. . . . 5 |- ( ph -> R e. _V )
52		funfvex 5715	. . . . . 6 |- ( ( Fun Base /\ R e. dom Base ) -> ( Base ` R ) e. _V )
53	52	funfni 5486	. . . . 5 |- ( ( Base Fn _V /\ R e. _V ) -> ( Base ` R ) e. _V )
54	50, 51, 53	sylancr 418	. . . 4 |- ( ph -> ( Base ` R ) e. _V )
55		fnmap 6933	. . . . . 6 |- ^m Fn ( _V X. _V )
56	11	elexd 2835	. . . . . 6 |- ( ph -> I e. _V )
57		fnovex 6121	. . . . . 6 |- ( ( ^m Fn ( _V X. _V ) /\ NN0 e. _V /\ I e. _V ) -> ( NN0 ^m I ) e. _V )
58	55, 20, 56, 57	mp3an12i 1382	. . . . 5 |- ( ph -> ( NN0 ^m I ) e. _V )
59	16, 58	rabexd 4283	. . . 4 |- ( ph -> D e. _V )
60	54, 59	elmapd 6940	. . 3 |- ( ph -> ( U e. ( ( Base ` R ) ^m D ) <-> U : D --> ( Base ` R ) ) )
61	49, 60	mpbird 167	. 2 |- ( ph -> U e. ( ( Base ` R ) ^m D ) )
62		psrring.s	. . 3 |- S = ( I mPwSer R )
63		psr1cl.b	. . 3 |- B = ( Base ` S )
64	62, 2, 16, 63, 11, 1	psrbasg 15178	. 2 |- ( ph -> B = ( ( Base ` R ) ^m D ) )
65	61, 64	eleqtrrd 2318	1 |- ( ph -> U e. B )

This proof depends on syntax axioms:   -> wi 4   /\ wa 104   <-> wb 105  DECID wdc 846   = wceq 1402   e. wcel 2209   A.wral 2528   {crab 2532   _Vcvv 2821   ifcif 3638   {csn 3709   |-> cmpt 4193   X. cxp 4774   `'ccnv 4775   "cima 4779   Fn wfn 5375   -->wf 5376   ` cfv 5380  (class class class)co 6088   ^m cmap 6926   Fincfn 7026   0cc0 8185   NNcn 9313   NN0cn0 9574   ZZcz 9655   Basecbs 13410   0gc0g 13669   1rcur 14369   Ringcrg 14407   mPwSer cmps 15154

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 623  ax-in2 624  ax-io 721  ax-5 1500  ax-7 1501  ax-gen 1502  ax-ie1 1546  ax-ie2 1547  ax-8 1557  ax-10 1558  ax-11 1559  ax-i12 1560  ax-bndl 1562  ax-4 1563  ax-17 1579  ax-i9 1583  ax-ial 1587  ax-i5r 1588  ax-14 2212  ax-ext 2220  ax-coll 4248  ax-sep 4251  ax-nul 4261  ax-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  ax-iinf 4737  ax-cnex 8276  ax-resscn 8277  ax-1cn 8278  ax-1re 8279  ax-icn 8280  ax-addcl 8281  ax-addrcl 8282  ax-mulcl 8283  ax-addcom 8285  ax-addass 8287  ax-distr 8289  ax-i2m1 8290  ax-0lt1 8291  ax-0id 8293  ax-rnegex 8294  ax-cnre 8296  ax-pre-ltirr 8297  ax-pre-ltwlin 8298  ax-pre-lttrn 8299  ax-pre-apti 8300  ax-pre-ltadd 8301

This proof depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 847  df-3or 1010  df-3an 1011  df-tru 1405  df-fal 1408  df-nf 1514  df-sb 1816  df-eu 2089  df-mo 2090  df-clab 2225  df-cleq 2231  df-clel 2234  df-nfc 2381  df-ne 2421  df-nel 2516  df-ral 2533  df-rex 2534  df-reu 2535  df-rmo 2536  df-rab 2537  df-v 2823  df-sbc 3052  df-csb 3148  df-dif 3222  df-un 3224  df-in 3226  df-ss 3233  df-nul 3521  df-if 3639  df-pw 3690  df-sn 3715  df-pr 3716  df-tp 3717  df-op 3718  df-uni 3936  df-int 3971  df-iun 4014  df-br 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-tr 4232  df-id 4440  df-iord 4513  df-on 4515  df-suc 4518  df-iom 4740  df-xp 4782  df-rel 4783  df-cnv 4784  df-co 4785  df-dm 4786  df-rn 4787  df-res 4788  df-ima 4789  df-iota 5340  df-fun 5382  df-fn 5383  df-f 5384  df-f1 5385  df-fo 5386  df-f1o 5387  df-fv 5388  df-riota 6041  df-ov 6091  df-oprab 6092  df-mpo 6093  df-of 6305  df-1st 6378  df-2nd 6379  df-er 6811  df-map 6928  df-ixp 6985  df-en 7027  df-fin 7029  df-pnf 8368  df-mnf 8369  df-xr 8370  df-ltxr 8371  df-le 8372  df-sub 8506  df-neg 8507  df-inn 9314  df-2 9372  df-3 9373  df-4 9374  df-5 9375  df-6 9376  df-7 9377  df-8 9378  df-9 9379  df-n0 9575  df-z 9656  df-uz 9938  df-fz 10429  df-struct 13412  df-ndx 13413  df-slot 13414  df-base 13416  df-sets 13417  df-plusg 13503  df-mulr 13504  df-sca 13506  df-vsca 13507  df-tset 13509  df-rest 13654  df-topn 13655  df-0g 13671  df-topgen 13673  df-pt 13674  df-mgm 13735  df-sgrp 13776  df-mnd 13789  df-grp 13867  df-mgp 14325  df-ur 14370  df-ring 14409  df-psr 15156

This theorem is used by:  psrlidmfi  15199  psrridmfi  15200