Theorem psrmulfval 15187

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 15158	. . . . 5 ⊢ Rel dom mPwSer
3		fnpsr 15160	. . . . . 6 ⊢ mPwSer Fn (V × V)
4		fnrel 5482	. . . . . 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 13474	. . . 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 15186	. . 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 5697	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑓‘𝑥) = (𝐹‘𝑥))
16		fveq1 5697	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)) = (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥)))
17	15, 16	oveqan12d 6107	. . . . . 6 ⊢ ((𝑓 = 𝐹 ∧ 𝑔 = 𝐺) → ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥))) = ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘(𝑘 ∘𝑓 − 𝑥))))
18	17	mpteq2dv 4224	. . . . 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 6104	. . . 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 4224	. . 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 6933	. . . . 5 ⊢ ↑𝑚 Fn (V × V)
24		nn0ex 9580	. . . . 5 ⊢ ℕ0 ∈ V
25	9	simpld 112	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ V)
26		fnovex 6121	. . . . 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 4283	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ V)
29	28	mptexd 5947	. 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 6219	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 4131   ↦ cmpt 4193   × cxp 4774  ^◡ccnv 4775   “ cima 4779  Rel wrel 4781   Fn wfn 5375  ‘cfv 5380  (class class class)co 6088   ∈ cmpo 6090   ∘_𝑓 cof 6303   ∘_𝑟 cofr 6304   ↑_𝑚 cmap 6926  Fincfn 7026   ≤ cle 8367   − cmin 8504  ℕcn 9313  ℕ₀cn0 9574  Basecbs 13410  ._rcmulr 13491   Σ_g cgsu 14240   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-pow 4313  ax-pr 4348  ax-un 4580  ax-setind 4686  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-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 4132  df-opab 4194  df-mpt 4195  df-id 4440  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-map 6928  df-ixp 6985  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-plusg 13503  df-mulr 13504  df-sca 13506  df-vsca 13507  df-tset 13509  df-rest 13654  df-topn 13655  df-topgen 13673  df-pt 13674  df-psr 15156

This theorem is used by:  psrmulvalfi  15188  psrmulclfilem  15189  psrdifi  15202  psrdirfi  15203