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

Theorem evls1maprhm 22366
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 2741 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2741 . 2 (1r𝑅) = (1r𝑅)
4 eqid 2741 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2741 . 2 (.r𝑅) = (.r𝑅)
6 evls1maprhm.r . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
7 evls1maprhm.s . . . . 5 (𝜑𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
8 eqid 2741 . . . . . 6 (𝑅s 𝑆) = (𝑅s 𝑆)
98subrgcrng 20551 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑅s 𝑆) ∈ CRing)
106, 7, 9syl2anc 591 . . . 4 (𝜑 → (𝑅s 𝑆) ∈ CRing)
11 evls1maprhm.p . . . . 5 𝑃 = (Poly1‘(𝑅s 𝑆))
1211ply1crng 22187 . . . 4 ((𝑅s 𝑆) ∈ CRing → 𝑃 ∈ CRing)
1310, 12syl 17 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ CRing)
1413crngringd 20222 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
156crngringd 20222 . 2 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
16 evls1maprhm.f . . . 4 𝐹 = (𝑝𝑈 ↦ ((𝑂𝑝)‘𝑋))
17 fveq2 6831 . . . . 5 (𝑝 = (1r𝑃) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(1r𝑃)))
1817fveq1d 6833 . . . 4 (𝑝 = (1r𝑃) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋))
191, 2ringidcl 20241 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r𝑃) ∈ 𝑈)
2014, 19syl 17 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑃) ∈ 𝑈)
21 fvexd 6846 . . . 4 (𝜑 → ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋) ∈ V)
2216, 18, 20, 21fvmptd3 6963 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋))
238, 3subrg1 20558 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r𝑅) = (1r‘(𝑅s 𝑆)))
247, 23syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r𝑅) = (1r‘(𝑅s 𝑆)))
2524fveq2d 6835 . . . . . 6 (𝜑 → ((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)) = ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))))
2610crngringd 20222 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅s 𝑆) ∈ Ring)
27 eqid 2741 . . . . . . . 8 (algSc‘𝑃) = (algSc‘𝑃)
28 eqid 2741 . . . . . . . 8 (1r‘(𝑅s 𝑆)) = (1r‘(𝑅s 𝑆))
2911, 27, 28, 2ply1scl1 22282 . . . . . . 7 ((𝑅s 𝑆) ∈ Ring → ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))) = (1r𝑃))
3026, 29syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))) = (1r𝑃))
3125, 30eqtr2d 2777 . . . . 5 (𝜑 → (1r𝑃) = ((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)))
3231fveq2d 6835 . . . 4 (𝜑 → (𝑂‘(1r𝑃)) = (𝑂‘((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅))))
3332fveq1d 6833 . . 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 20556 . . . . 5 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r𝑅) ∈ 𝑆)
377, 36syl 17 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ 𝑆)
38 evls1maprhm.y . . . 4 (𝜑𝑋𝐵)
3934, 11, 8, 35, 27, 6, 7, 37, 38evls1scafv 22356 . . 3 (𝜑 → ((𝑂‘((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)))‘𝑋) = (1r𝑅))
4022, 33, 393eqtrd 2780 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (1r𝑅))
416adantr 482 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑅 ∈ CRing)
427adantr 482 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
43 simprl 777 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑞𝑈)
44 simprr 779 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑟𝑈)
4538adantr 482 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑋𝐵)
4634, 35, 11, 8, 1, 4, 5, 41, 42, 43, 44, 45evls1muld 22362 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(.r𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
47 fveq2 6831 . . . . 5 (𝑝 = (𝑞(.r𝑃)𝑟) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)))
4847fveq1d 6833 . . . 4 (𝑝 = (𝑞(.r𝑃)𝑟) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋))
4914adantr 482 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑃 ∈ Ring)
501, 4, 49, 43, 44ringcld 20236 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝑞(.r𝑃)𝑟) ∈ 𝑈)
51 fvexd 6846 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋) ∈ V)
5216, 48, 50, 51fvmptd3 6963 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)) = ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋))
53 fveq2 6831 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑞 → (𝑂𝑝) = (𝑂𝑞))
5453fveq1d 6833 . . . . 5 (𝑝 = 𝑞 → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂𝑞)‘𝑋))
55 fvexd 6846 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂𝑞)‘𝑋) ∈ V)
5616, 54, 43, 55fvmptd3 6963 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹𝑞) = ((𝑂𝑞)‘𝑋))
57 fveq2 6831 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑟 → (𝑂𝑝) = (𝑂𝑟))
5857fveq1d 6833 . . . . 5 (𝑝 = 𝑟 → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂𝑟)‘𝑋))
59 fvexd 6846 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂𝑟)‘𝑋) ∈ V)
6016, 58, 44, 59fvmptd3 6963 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹𝑟) = ((𝑂𝑟)‘𝑋))
6156, 60oveq12d 7378 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝐹𝑞)(.r𝑅)(𝐹𝑟)) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(.r𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
6246, 52, 613eqtr4d 2786 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)) = ((𝐹𝑞)(.r𝑅)(𝐹𝑟)))
63 eqid 2741 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
64 eqid 2741 . 2 (+g𝑅) = (+g𝑅)
65 eqid 2741 . . . . . . . . 9 (eval1𝑅) = (eval1𝑅)
6634, 35, 11, 8, 1, 65, 6, 7ressply1evl 22360 . . . . . . . 8 (𝜑𝑂 = ((eval1𝑅) ↾ 𝑈))
6766adantr 482 . . . . . . 7 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑂 = ((eval1𝑅) ↾ 𝑈))
6867fveq1d 6833 . . . . . 6 ((𝜑𝑝𝑈) → (𝑂𝑝) = (((eval1𝑅) ↾ 𝑈)‘𝑝))
69 simpr 486 . . . . . . 7 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑝𝑈)
7069fvresd 6851 . . . . . 6 ((𝜑𝑝𝑈) → (((eval1𝑅) ↾ 𝑈)‘𝑝) = ((eval1𝑅)‘𝑝))
7168, 70eqtrd 2776 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → (𝑂𝑝) = ((eval1𝑅)‘𝑝))
7271fveq1d 6833 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑈) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = (((eval1𝑅)‘𝑝)‘𝑋))
73 eqid 2741 . . . . 5 (Poly1𝑅) = (Poly1𝑅)
74 eqid 2741 . . . . 5 (Base‘(Poly1𝑅)) = (Base‘(Poly1𝑅))
756adantr 482 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑅 ∈ CRing)
7638adantr 482 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑋𝐵)
77 eqid 2741 . . . . . . . 8 (PwSer1‘(𝑅s 𝑆)) = (PwSer1‘(𝑅s 𝑆))
78 eqid 2741 . . . . . . . 8 (Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) = (Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆)))
7973, 8, 11, 1, 7, 77, 78, 74ressply1bas2 22216 . . . . . . 7 (𝜑𝑈 = ((Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) ∩ (Base‘(Poly1𝑅))))
80 inss2 4169 . . . . . . 7 ((Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) ∩ (Base‘(Poly1𝑅))) ⊆ (Base‘(Poly1𝑅))
8179, 80eqsstrdi 3961 . . . . . 6 (𝜑𝑈 ⊆ (Base‘(Poly1𝑅)))
8281sselda 3917 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑝 ∈ (Base‘(Poly1𝑅)))
8365, 73, 35, 74, 75, 76, 82fveval1fvcl 22323 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑈) → (((eval1𝑅)‘𝑝)‘𝑋) ∈ 𝐵)
8472, 83eqeltrd 2841 . . 3 ((𝜑𝑝𝑈) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) ∈ 𝐵)
8584, 16fmptd 7059 . 2 (𝜑𝐹:𝑈𝐵)
8634, 35, 11, 8, 1, 63, 64, 41, 42, 43, 44, 45evls1addd 22361 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(+g𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
87 fveq2 6831 . . . . 5 (𝑝 = (𝑞(+g𝑃)𝑟) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)))
8887fveq1d 6833 . . . 4 (𝑝 = (𝑞(+g𝑃)𝑟) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋))
8949ringgrpd 20218 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑃 ∈ Grp)
901, 63, 89, 43, 44grpcld 18918 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝑞(+g𝑃)𝑟) ∈ 𝑈)
91 fvexd 6846 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋) ∈ V)
9216, 88, 90, 91fvmptd3 6963 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)) = ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋))
9356, 60oveq12d 7378 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝐹𝑞)(+g𝑅)(𝐹𝑟)) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(+g𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
9486, 92, 933eqtr4d 2786 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)) = ((𝐹𝑞)(+g𝑅)(𝐹𝑟)))
951, 2, 3, 4, 5, 14, 15, 40, 62, 35, 63, 64, 85, 94isrhmd 20463 1 (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑅))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 397   = wceq 1548  wcel 2121  Vcvv 3433  cin 3884  cmpt 5156  cres 5623  cfv 6489  (class class class)co 7360  Basecbs 17174  s cress 17195  +gcplusg 17215  .rcmulr 17216  1rcur 20157  Ringcrg 20209  CRingccrg 20210   RingHom crh 20444  SubRingcsubrg 20545  algSccascl 21831  PwSer1cps1 22164  Poly1cpl1 22166   evalSub1 ces1 22303  eval1ce1 22304
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1803  ax-4 1817  ax-5 1918  ax-6 1975  ax-7 2016  ax-8 2123  ax-9 2131  ax-10 2154  ax-11 2170  ax-12 2191  ax-ext 2713  ax-rep 5202  ax-sep 5221  ax-nul 5231  ax-pow 5297  ax-pr 5365  ax-un 7682  ax-cnex 11089  ax-resscn 11090  ax-1cn 11091  ax-icn 11092  ax-addcl 11093  ax-addrcl 11094  ax-mulcl 11095  ax-mulrcl 11096  ax-mulcom 11097  ax-addass 11098  ax-mulass 11099  ax-distr 11100  ax-i2m1 11101  ax-1ne0 11102  ax-1rid 11103  ax-rnegex 11104  ax-rrecex 11105  ax-cnre 11106  ax-pre-lttri 11107  ax-pre-lttrn 11108  ax-pre-ltadd 11109  ax-pre-mulgt0 11110
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 398  df-or 855  df-3or 1094  df-3an 1095  df-tru 1551  df-fal 1561  df-ex 1788  df-nf 1792  df-sb 2075  df-mo 2545  df-eu 2575  df-clab 2720  df-cleq 2733  df-clel 2816  df-nfc 2890  df-ne 2937  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3066  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3394  df-v 3435  df-sbc 3726  df-csb 3834  df-dif 3888  df-un 3890  df-in 3892  df-ss 3902  df-pss 3905  df-nul 4265  df-if 4458  df-pw 4534  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4842  df-int 4881  df-iun 4926  df-iin 4927  df-br 5076  df-opab 5138  df-mpt 5157  df-tr 5183  df-id 5516  df-eprel 5521  df-po 5529  df-so 5530  df-fr 5574  df-se 5575  df-we 5576  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-pred 6256  df-ord 6317  df-on 6318  df-lim 6319  df-suc 6320  df-iota 6445  df-fun 6491  df-fn 6492  df-f 6493  df-f1 6494  df-fo 6495  df-f1o 6496  df-fv 6497  df-isom 6498  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-of 7624  df-ofr 7625  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-supp 8105  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-2o 8400  df-er 8637  df-map 8769  df-pm 8770  df-ixp 8840  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-fsupp 9269  df-sup 9349  df-oi 9419  df-card 9858  df-pnf 11176  df-mnf 11177  df-xr 11178  df-ltxr 11179  df-le 11180  df-sub 11374  df-neg 11375  df-nn 12170  df-2 12239  df-3 12240  df-4 12241  df-5 12242  df-6 12243  df-7 12244  df-8 12245  df-9 12246  df-n0 12433  df-z 12520  df-dec 12640  df-uz 12784  df-fz 13457  df-fzo 13604  df-seq 13959  df-hash 14288  df-struct 17112  df-sets 17129  df-slot 17147  df-ndx 17159  df-base 17175  df-ress 17196  df-plusg 17228  df-mulr 17229  df-sca 17231  df-vsca 17232  df-ip 17233  df-tset 17234  df-ple 17235  df-ds 17237  df-hom 17239  df-cco 17240  df-0g 17399  df-gsum 17400  df-prds 17405  df-pws 17407  df-mre 17543  df-mrc 17544  df-acs 17546  df-mgm 18603  df-sgrp 18682  df-mnd 18698  df-mhm 18746  df-submnd 18747  df-grp 18907  df-minusg 18908  df-sbg 18909  df-mulg 19039  df-subg 19094  df-ghm 19183  df-cntz 19287  df-cmn 19752  df-abl 19753  df-mgp 20117  df-rng 20129  df-ur 20158  df-srg 20163  df-ring 20211  df-cring 20212  df-rhm 20447  df-subrng 20522  df-subrg 20546  df-lmod 20856  df-lss 20926  df-lsp 20966  df-assa 21832  df-asp 21833  df-ascl 21834  df-psr 21888  df-mvr 21889  df-mpl 21890  df-opsr 21892  df-evls 22054  df-evl 22055  df-psr1 22169  df-vr1 22170  df-ply1 22171  df-coe1 22172  df-evls1 22305  df-evl1 22306
This theorem is referenced by:  evls1maplmhm  22367  evl1maprhm  22369  ply1annidl  33898  ply1annprmidl  33903  algextdeglem4  33916
  Copyright terms: Public domain W3C validator