Theorem psrmulfval 15127

Description: The multiplication operation of the multivariate power series structure. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
psrmulr.s	⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
psrmulr.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑆)
psrmulr.m	⊢ · = (.r‘𝑅)
psrmulr.t	⊢ ∙ = (.r‘𝑆)
psrmulr.d	⊢ 𝐷 = {ℎ ∈ (ℕ0 ↑𝑚 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}
psrmulfval.i	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐵)
psrmulfval.r	⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
psrmulfval	⊢ (𝜑 → (𝐹 ∙ 𝐺) = (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))))))

Distinct variable groups:   · ,𝑘,𝑥   𝐵,𝑘,𝑥   𝐷,𝑘,𝑥,𝑦   𝑘,𝐹,𝑥   𝑘,𝐺,𝑥   ℎ,𝐼,𝑘,𝑥,𝑦   𝑅,𝑘,𝑥   𝜑,𝑘,𝑥

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑦, ℎ)   𝐵(𝑦, ℎ)   𝐷(ℎ)   𝑅(𝑦, ℎ)   𝑆(𝑥, 𝑦, ℎ, 𝑘)   ∙ (𝑥, 𝑦, ℎ, 𝑘)   · (𝑦, ℎ)   𝐹(𝑦, ℎ)   𝐺(𝑦, ℎ)

Proof of Theorem psrmulfval

Dummy variables 𝑓 𝑔 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		psrmulfval.i	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐵)
2		reldmpsr 15101	. . . . 5 ⊢ Rel dom mPwSer
3		fnpsr 15103	. . . . . 6 ⊢ mPwSer Fn (V × V)
4		fnrel 5479	. . . . . 6 ⊢ ( mPwSer Fn (V × V) → Rel mPwSer )
5	3, 4	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ Rel mPwSer
6		psrmulr.s	. . . . 5 ⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
7		psrmulr.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑆)
8	2, 5, 6, 7	relelbasov 13468	. . . 4 ⊢ (𝐹 ∈ 𝐵 → (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V))
9	1, 8	syl 14	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V))
10		psrmulr.m	. . . 4 ⊢ · = (.r‘𝑅)
11		psrmulr.t	. . . 4 ⊢ ∙ = (.r‘𝑆)
12		psrmulr.d	. . . 4 ⊢ 𝐷 = {ℎ ∈ (ℕ0 ↑𝑚 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}
13	6, 7, 10, 11, 12	psrmulrg 15126	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → ∙ = (𝑓 ∈ 𝐵, 𝑔 ∈ 𝐵 ↦ (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥))))))))
14	9, 13	syl 14	. 2 ⊢ (𝜑 → ∙ = (𝑓 ∈ 𝐵, 𝑔 ∈ 𝐵 ↦ (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥))))))))
15		fveq1 5694	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑓‘𝑥) = (𝐹‘𝑥))
16		fveq1 5694	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)) = (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))
17	15, 16	oveqan12d 6104	. . . . . 6 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑔 = 𝐺) → ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥))) = ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥))))
18	17	mpteq2dv 4222	. . . . 5 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑔 = 𝐺) → (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))) = (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))))
19	18	oveq2d 6101	. . . 4 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑔 = 𝐺) → (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥))))) = (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥))))))
20	19	mpteq2dv 4222	. . 3 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑔 = 𝐺) → (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))))) = (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))))))
21	20	adantl 277	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑔 = 𝐺)) → (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))))) = (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))))))
22		psrmulfval.r	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ∈ 𝐵)
23		fnmap 6929	. . . . 5 ⊢ ↑𝑚 Fn (V × V)
24		nn0ex 9574	. . . . 5 ⊢ ℕ0 ∈ V
25	9	simpld 112	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ V)
26		fnovex 6118	. . . . 5 ⊢ (( ↑𝑚 Fn (V × V) ∧ ℕ0 ∈ V ∧ 𝐼 ∈ V) → (ℕ0 ↑𝑚 𝐼) ∈ V)
27	23, 24, 25, 26	mp3an12i 1382	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (ℕ0 ↑𝑚 𝐼) ∈ V)
28	12, 27	rabexd 4281	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ V)
29	28	mptexd 5944	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))))) ∈ V)
30	14, 21, 1, 22, 29	ovmpod 6216	1 ⊢ (𝜑 → (𝐹 ∙ 𝐺) = (𝑘 ∈ 𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ 𝐷 ∣ 𝑦 ∘𝑟 ≤ 𝑘} ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))))))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 104   = wceq 1402   ∈ wcel 2209  {crab 2532  Vcvv 2821   class class class wbr 4130   ↦ cmpt 4192   × cxp 4772  ^◡ccnv 4773   “ cima 4777  Rel wrel 4779   Fn wfn 5372  ‘cfv 5377  (class class class)co 6085   ∈ cmpo 6087   ∘_𝑓 cof 6300   ∘_𝑟 cofr 6301   ↑_𝑚 cmap 6922  Fincfn 7022   ≤ cle 8362   − cmin 8499  ℕcn 9307  ℕ₀cn0 9568  Basecbs 13404  ._rcmulr 13484   Σ_g cgsu 14202   mPwSer cmps 15097

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 4246  ax-sep 4249  ax-pow 4311  ax-pr 4346  ax-un 4578  ax-setind 4684  ax-cnex 8271  ax-resscn 8272  ax-1cn 8273  ax-1re 8274  ax-icn 8275  ax-addcl 8276  ax-addrcl 8277  ax-mulcl 8278  ax-addcom 8280  ax-addass 8282  ax-distr 8284  ax-i2m1 8285  ax-0lt1 8286  ax-0id 8288  ax-rnegex 8289  ax-cnre 8291  ax-pre-ltirr 8292  ax-pre-ltwlin 8293  ax-pre-lttrn 8294  ax-pre-apti 8295  ax-pre-ltadd 8296

This proof depends on definitions:  df-bi 117  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-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-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 4131  df-opab 4193  df-mpt 4194  df-id 4438  df-xp 4780  df-rel 4781  df-cnv 4782  df-co 4783  df-dm 4784  df-rn 4785  df-res 4786  df-ima 4787  df-iota 5337  df-fun 5379  df-fn 5380  df-f 5381  df-f1 5382  df-fo 5383  df-f1o 5384  df-fv 5385  df-riota 6038  df-ov 6088  df-oprab 6089  df-mpo 6090  df-of 6302  df-1st 6374  df-2nd 6375  df-map 6924  df-ixp 6981  df-pnf 8363  df-mnf 8364  df-xr 8365  df-ltxr 8366  df-le 8367  df-sub 8501  df-neg 8502  df-inn 9308  df-2 9366  df-3 9367  df-4 9368  df-5 9369  df-6 9370  df-7 9371  df-8 9372  df-9 9373  df-n0 9569  df-z 9650  df-uz 9932  df-fz 10423  df-struct 13406  df-ndx 13407  df-slot 13408  df-base 13410  df-plusg 13496  df-mulr 13497  df-sca 13499  df-vsca 13500  df-tset 13502  df-rest 13647  df-topn 13648  df-topgen 13666  df-pt 13667  df-psr 15099

This theorem is used by:  psrmulvalfi  15128  psrmulclfilem  15129