MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  evls1maprhm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem evls1maprhm 22588
Description: The function 𝐹 mapping polynomials 𝑝 to their subring evaluation at a given point 𝑋 is a ring homomorphism. (Contributed by Thierry Arnoux, 8-Feb-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
evls1maprhm.q 𝑂 = (𝑅 evalSub1 𝑆)
evls1maprhm.p 𝑃 = (Poly1‘(𝑅s 𝑆))
evls1maprhm.b 𝐵 = (Base‘𝑅)
evls1maprhm.u 𝑈 = (Base‘𝑃)
evls1maprhm.r (𝜑𝑅 ∈ CRing)
evls1maprhm.s (𝜑𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
evls1maprhm.y (𝜑𝑋𝐵)
evls1maprhm.f 𝐹 = (𝑝𝑈 ↦ ((𝑂𝑝)‘𝑋))
Assertion
Ref Expression
evls1maprhm (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑅))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑝   𝑂,𝑝   𝑃,𝑝   𝑈,𝑝   𝑋,𝑝   𝜑,𝑝
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑝)   𝑆(𝑝)   𝐹(𝑝)

Proof of Theorem evls1maprhm
Dummy variables 𝑞 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 evls1maprhm.u . 2 𝑈 = (Base‘𝑃)
2 eqid 2765 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2765 . 2 (1r𝑅) = (1r𝑅)
4 eqid 2765 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2765 . 2 (.r𝑅) = (.r𝑅)
6 evls1maprhm.r . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
7 evls1maprhm.s . . . . 5 (𝜑𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
8 eqid 2765 . . . . . 6 (𝑅s 𝑆) = (𝑅s 𝑆)
98subrgcrng 20726 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑅s 𝑆) ∈ CRing)
106, 7, 9syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → (𝑅s 𝑆) ∈ CRing)
11 evls1maprhm.p . . . . 5 𝑃 = (Poly1‘(𝑅s 𝑆))
1211ply1crng 22410 . . . 4 ((𝑅s 𝑆) ∈ CRing → 𝑃 ∈ CRing)
1310, 12syl 18 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ CRing)
1413crngringd 20374 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
156crngringd 20374 . 2 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
16 evls1maprhm.f . . . 4 𝐹 = (𝑝𝑈 ↦ ((𝑂𝑝)‘𝑋))
17 fveq2 6885 . . . . 5 (𝑝 = (1r𝑃) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(1r𝑃)))
1817fveq1d 6887 . . . 4 (𝑝 = (1r𝑃) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋))
191, 2ringidcl 20395 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r𝑃) ∈ 𝑈)
2014, 19syl 18 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑃) ∈ 𝑈)
21 fvexd 6900 . . . 4 (𝜑 → ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋) ∈ V)
2216, 18, 20, 21fvmptd3 7017 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋))
238, 3subrg1 20733 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r𝑅) = (1r‘(𝑅s 𝑆)))
247, 23syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r𝑅) = (1r‘(𝑅s 𝑆)))
2524fveq2d 6889 . . . . . 6 (𝜑 → ((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)) = ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))))
2610crngringd 20374 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅s 𝑆) ∈ Ring)
27 eqid 2765 . . . . . . . 8 (algSc‘𝑃) = (algSc‘𝑃)
28 eqid 2765 . . . . . . . 8 (1r‘(𝑅s 𝑆)) = (1r‘(𝑅s 𝑆))
2911, 27, 28, 2ply1scl1 22505 . . . . . . 7 ((𝑅s 𝑆) ∈ Ring → ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))) = (1r𝑃))
3026, 29syl 18 . . . . . 6 (𝜑 → ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))) = (1r𝑃))
3125, 30eqtr2d 2801 . . . . 5 (𝜑 → (1r𝑃) = ((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)))
3231fveq2d 6889 . . . 4 (𝜑 → (𝑂‘(1r𝑃)) = (𝑂‘((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅))))
3332fveq1d 6887 . . 3 (𝜑 → ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋) = ((𝑂‘((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)))‘𝑋))
34 evls1maprhm.q . . . 4 𝑂 = (𝑅 evalSub1 𝑆)
35 evls1maprhm.b . . . 4 𝐵 = (Base‘𝑅)
363subrg1cl 20731 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r𝑅) ∈ 𝑆)
377, 36syl 18 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ 𝑆)
38 evls1maprhm.y . . . 4 (𝜑𝑋𝐵)
3934, 11, 8, 35, 27, 6, 7, 37, 38evls1scafv 22578 . . 3 (𝜑 → ((𝑂‘((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)))‘𝑋) = (1r𝑅))
4022, 33, 393eqtrd 2804 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (1r𝑅))
416adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑅 ∈ CRing)
427adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
43 simprl 783 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑞𝑈)
44 simprr 785 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑟𝑈)
4538adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑋𝐵)
4634, 35, 11, 8, 1, 4, 5, 41, 42, 43, 44, 45evls1muld 22584 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(.r𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
47 fveq2 6885 . . . . 5 (𝑝 = (𝑞(.r𝑃)𝑟) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)))
4847fveq1d 6887 . . . 4 (𝑝 = (𝑞(.r𝑃)𝑟) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋))
4914adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑃 ∈ Ring)
501, 4, 49, 43, 44ringcld 20385 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝑞(.r𝑃)𝑟) ∈ 𝑈)
51 fvexd 6900 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋) ∈ V)
5216, 48, 50, 51fvmptd3 7017 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)) = ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋))
53 fveq2 6885 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑞 → (𝑂𝑝) = (𝑂𝑞))
5453fveq1d 6887 . . . . 5 (𝑝 = 𝑞 → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂𝑞)‘𝑋))
55 fvexd 6900 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂𝑞)‘𝑋) ∈ V)
5616, 54, 43, 55fvmptd3 7017 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹𝑞) = ((𝑂𝑞)‘𝑋))
57 fveq2 6885 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑟 → (𝑂𝑝) = (𝑂𝑟))
5857fveq1d 6887 . . . . 5 (𝑝 = 𝑟 → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂𝑟)‘𝑋))
59 fvexd 6900 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂𝑟)‘𝑋) ∈ V)
6016, 58, 44, 59fvmptd3 7017 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹𝑟) = ((𝑂𝑟)‘𝑋))
6156, 60oveq12d 7437 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝐹𝑞)(.r𝑅)(𝐹𝑟)) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(.r𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
6246, 52, 613eqtr4d 2810 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)) = ((𝐹𝑞)(.r𝑅)(𝐹𝑟)))
63 eqid 2765 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
64 eqid 2765 . 2 (+g𝑅) = (+g𝑅)
65 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (eval1𝑅) = (eval1𝑅)
6634, 35, 11, 8, 1, 65, 6, 7ressply1evl 22582 . . . . . . . 8 (𝜑𝑂 = ((eval1𝑅) ↾ 𝑈))
6766adantr 486 . . . . . . 7 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑂 = ((eval1𝑅) ↾ 𝑈))
6867fveq1d 6887 . . . . . 6 ((𝜑𝑝𝑈) → (𝑂𝑝) = (((eval1𝑅) ↾ 𝑈)‘𝑝))
69 simpr 490 . . . . . . 7 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑝𝑈)
7069fvresd 6905 . . . . . 6 ((𝜑𝑝𝑈) → (((eval1𝑅) ↾ 𝑈)‘𝑝) = ((eval1𝑅)‘𝑝))
7168, 70eqtrd 2800 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → (𝑂𝑝) = ((eval1𝑅)‘𝑝))
7271fveq1d 6887 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑈) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = (((eval1𝑅)‘𝑝)‘𝑋))
73 eqid 2765 . . . . 5 (Poly1𝑅) = (Poly1𝑅)
74 eqid 2765 . . . . 5 (Base‘(Poly1𝑅)) = (Base‘(Poly1𝑅))
756adantr 486 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑅 ∈ CRing)
7638adantr 486 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑋𝐵)
77 eqid 2765 . . . . . . . 8 (PwSer1‘(𝑅s 𝑆)) = (PwSer1‘(𝑅s 𝑆))
78 eqid 2765 . . . . . . . 8 (Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) = (Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆)))
7973, 8, 11, 1, 7, 77, 78, 74ressply1bas2 22439 . . . . . . 7 (𝜑𝑈 = ((Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) ∩ (Base‘(Poly1𝑅))))
80 inss2 4190 . . . . . . 7 ((Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) ∩ (Base‘(Poly1𝑅))) ⊆ (Base‘(Poly1𝑅))
8179, 80eqsstrdi 3982 . . . . . 6 (𝜑𝑈 ⊆ (Base‘(Poly1𝑅)))
8281sselda 3938 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑝 ∈ (Base‘(Poly1𝑅)))
8365, 73, 35, 74, 75, 76, 82fveval1fvcl 22545 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑈) → (((eval1𝑅)‘𝑝)‘𝑋) ∈ 𝐵)
8472, 83eqeltrd 2865 . . 3 ((𝜑𝑝𝑈) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) ∈ 𝐵)
8584, 16fmptd 7113 . 2 (𝜑𝐹:𝑈𝐵)
8634, 35, 11, 8, 1, 63, 64, 41, 42, 43, 44, 45evls1addd 22583 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(+g𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
87 fveq2 6885 . . . . 5 (𝑝 = (𝑞(+g𝑃)𝑟) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)))
8887fveq1d 6887 . . . 4 (𝑝 = (𝑞(+g𝑃)𝑟) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋))
8949ringgrpd 20370 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑃 ∈ Grp)
901, 63, 89, 43, 44grpcld 19060 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝑞(+g𝑃)𝑟) ∈ 𝑈)
91 fvexd 6900 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋) ∈ V)
9216, 88, 90, 91fvmptd3 7017 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)) = ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋))
9356, 60oveq12d 7437 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝐹𝑞)(+g𝑅)(𝐹𝑟)) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(+g𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
9486, 92, 933eqtr4d 2810 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)) = ((𝐹𝑞)(+g𝑅)(𝐹𝑟)))
951, 2, 3, 4, 5, 14, 15, 40, 62, 35, 63, 64, 85, 94isrhmd 20622 1 (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑅))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2146  Vcvv 3457  cin 3905  cmpt 5194  cres 5665  cfv 6540  (class class class)co 7419  Basecbs 17293  s cress 17314  +gcplusg 17334  .rcmulr 17335  1rcur 20309  Ringcrg 20361  CRingccrg 20362   RingHom crh 20599  SubRingcsubrg 20720  algSccascl 22054  PwSer1cps1 22387  Poly1cpl1 22389   evalSub1 ces1 22525  eval1ce1 22526
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-of 7684  df-ofr 7685  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-fsupp 9329  df-sup 9409  df-oi 9479  df-card 9941  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-4 12322  df-5 12323  df-6 12324  df-7 12325  df-8 12326  df-9 12327  df-n0 12522  df-z 12609  df-dec 12730  df-uz 12881  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-seq 14058  df-hash 14387  df-struct 17231  df-sets 17248  df-slot 17266  df-ndx 17278  df-base 17294  df-ress 17315  df-plusg 17347  df-mulr 17348  df-sca 17350  df-vsca 17351  df-ip 17352  df-tset 17353  df-ple 17354  df-ds 17356  df-hom 17358  df-cco 17359  df-0g 17518  df-gsum 17519  df-prds 17524  df-pws 17526  df-mre 17662  df-mrc 17663  df-acs 17665  df-mgm 18722  df-sgrp 18811  df-mnd 18827  df-mhm 18880  df-submnd 18881  df-grp 19049  df-minusg 19050  df-sbg 19051  df-mulg 19180  df-subg 19235  df-ghm 19330  df-cntz 19433  df-cmn 19898  df-abl 19899  df-mgp 20263  df-rng 20277  df-ur 20310  df-srg 20315  df-ring 20363  df-cring 20364  df-rhm 20602  df-subrng 20697  df-subrg 20721  df-lmod 21035  df-lss 21105  df-lsp 21145  df-assa 22055  df-asp 22056  df-ascl 22057  df-psr 22111  df-mvr 22112  df-mpl 22113  df-opsr 22115  df-evls 22277  df-evl 22278  df-psr1 22392  df-vr1 22393  df-ply1 22394  df-coe1 22395  df-evls1 22527  df-evl1 22528
This theorem is used by:  evls1maplmhm  22589  evl1maprhm  22591  ply1annidl  34158  ply1annprmidl  34163  algextdeglem4  34176
  Copyright terms: Public domain W3C validator