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

Theorem evls1maprhm 22299
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 2734 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2734 . 2 (1r𝑅) = (1r𝑅)
4 eqid 2734 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2734 . 2 (.r𝑅) = (.r𝑅)
6 evls1maprhm.r . . . . 5 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
7 evls1maprhm.s . . . . 5 (𝜑𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
8 eqid 2734 . . . . . 6 (𝑅s 𝑆) = (𝑅s 𝑆)
98subrgcrng 20520 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑅s 𝑆) ∈ CRing)
106, 7, 9syl2anc 584 . . . 4 (𝜑 → (𝑅s 𝑆) ∈ CRing)
11 evls1maprhm.p . . . . 5 𝑃 = (Poly1‘(𝑅s 𝑆))
1211ply1crng 22119 . . . 4 ((𝑅s 𝑆) ∈ CRing → 𝑃 ∈ CRing)
1310, 12syl 17 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ CRing)
1413crngringd 20191 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
156crngringd 20191 . 2 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
16 evls1maprhm.f . . . 4 𝐹 = (𝑝𝑈 ↦ ((𝑂𝑝)‘𝑋))
17 fveq2 6872 . . . . 5 (𝑝 = (1r𝑃) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(1r𝑃)))
1817fveq1d 6874 . . . 4 (𝑝 = (1r𝑃) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋))
191, 2ringidcl 20210 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r𝑃) ∈ 𝑈)
2014, 19syl 17 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑃) ∈ 𝑈)
21 fvexd 6887 . . . 4 (𝜑 → ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋) ∈ V)
2216, 18, 20, 21fvmptd3 7005 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = ((𝑂‘(1r𝑃))‘𝑋))
238, 3subrg1 20527 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r𝑅) = (1r‘(𝑅s 𝑆)))
247, 23syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r𝑅) = (1r‘(𝑅s 𝑆)))
2524fveq2d 6876 . . . . . 6 (𝜑 → ((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)) = ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))))
2610crngringd 20191 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝑅s 𝑆) ∈ Ring)
27 eqid 2734 . . . . . . . 8 (algSc‘𝑃) = (algSc‘𝑃)
28 eqid 2734 . . . . . . . 8 (1r‘(𝑅s 𝑆)) = (1r‘(𝑅s 𝑆))
2911, 27, 28, 2ply1scl1 22215 . . . . . . 7 ((𝑅s 𝑆) ∈ Ring → ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))) = (1r𝑃))
3026, 29syl 17 . . . . . 6 (𝜑 → ((algSc‘𝑃)‘(1r‘(𝑅s 𝑆))) = (1r𝑃))
3125, 30eqtr2d 2770 . . . . 5 (𝜑 → (1r𝑃) = ((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)))
3231fveq2d 6876 . . . 4 (𝜑 → (𝑂‘(1r𝑃)) = (𝑂‘((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅))))
3332fveq1d 6874 . . 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 20525 . . . . 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 22289 . . 3 (𝜑 → ((𝑂‘((algSc‘𝑃)‘(1r𝑅)))‘𝑋) = (1r𝑅))
4022, 33, 393eqtrd 2773 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (1r𝑅))
416adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑅 ∈ CRing)
427adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
43 simprl 770 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑞𝑈)
44 simprr 772 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑟𝑈)
4538adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑋𝐵)
4634, 35, 11, 8, 1, 4, 5, 41, 42, 43, 44, 45evls1muld 22295 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(.r𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
47 fveq2 6872 . . . . 5 (𝑝 = (𝑞(.r𝑃)𝑟) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)))
4847fveq1d 6874 . . . 4 (𝑝 = (𝑞(.r𝑃)𝑟) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋))
4914adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑃 ∈ Ring)
501, 4, 49, 43, 44ringcld 20205 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝑞(.r𝑃)𝑟) ∈ 𝑈)
51 fvexd 6887 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋) ∈ V)
5216, 48, 50, 51fvmptd3 7005 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)) = ((𝑂‘(𝑞(.r𝑃)𝑟))‘𝑋))
53 fveq2 6872 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑞 → (𝑂𝑝) = (𝑂𝑞))
5453fveq1d 6874 . . . . 5 (𝑝 = 𝑞 → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂𝑞)‘𝑋))
55 fvexd 6887 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂𝑞)‘𝑋) ∈ V)
5616, 54, 43, 55fvmptd3 7005 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹𝑞) = ((𝑂𝑞)‘𝑋))
57 fveq2 6872 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑟 → (𝑂𝑝) = (𝑂𝑟))
5857fveq1d 6874 . . . . 5 (𝑝 = 𝑟 → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂𝑟)‘𝑋))
59 fvexd 6887 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂𝑟)‘𝑋) ∈ V)
6016, 58, 44, 59fvmptd3 7005 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹𝑟) = ((𝑂𝑟)‘𝑋))
6156, 60oveq12d 7417 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝐹𝑞)(.r𝑅)(𝐹𝑟)) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(.r𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
6246, 52, 613eqtr4d 2779 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(.r𝑃)𝑟)) = ((𝐹𝑞)(.r𝑅)(𝐹𝑟)))
63 eqid 2734 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
64 eqid 2734 . 2 (+g𝑅) = (+g𝑅)
65 eqid 2734 . . . . . . . . 9 (eval1𝑅) = (eval1𝑅)
6634, 35, 11, 8, 1, 65, 6, 7ressply1evl 22293 . . . . . . . 8 (𝜑𝑂 = ((eval1𝑅) ↾ 𝑈))
6766adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑂 = ((eval1𝑅) ↾ 𝑈))
6867fveq1d 6874 . . . . . 6 ((𝜑𝑝𝑈) → (𝑂𝑝) = (((eval1𝑅) ↾ 𝑈)‘𝑝))
69 simpr 484 . . . . . . 7 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑝𝑈)
7069fvresd 6892 . . . . . 6 ((𝜑𝑝𝑈) → (((eval1𝑅) ↾ 𝑈)‘𝑝) = ((eval1𝑅)‘𝑝))
7168, 70eqtrd 2769 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → (𝑂𝑝) = ((eval1𝑅)‘𝑝))
7271fveq1d 6874 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑈) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = (((eval1𝑅)‘𝑝)‘𝑋))
73 eqid 2734 . . . . 5 (Poly1𝑅) = (Poly1𝑅)
74 eqid 2734 . . . . 5 (Base‘(Poly1𝑅)) = (Base‘(Poly1𝑅))
756adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑅 ∈ CRing)
7638adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑋𝐵)
77 eqid 2734 . . . . . . . 8 (PwSer1‘(𝑅s 𝑆)) = (PwSer1‘(𝑅s 𝑆))
78 eqid 2734 . . . . . . . 8 (Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) = (Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆)))
7973, 8, 11, 1, 7, 77, 78, 74ressply1bas2 22148 . . . . . . 7 (𝜑𝑈 = ((Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) ∩ (Base‘(Poly1𝑅))))
80 inss2 4211 . . . . . . 7 ((Base‘(PwSer1‘(𝑅s 𝑆))) ∩ (Base‘(Poly1𝑅))) ⊆ (Base‘(Poly1𝑅))
8179, 80eqsstrdi 4001 . . . . . 6 (𝜑𝑈 ⊆ (Base‘(Poly1𝑅)))
8281sselda 3956 . . . . 5 ((𝜑𝑝𝑈) → 𝑝 ∈ (Base‘(Poly1𝑅)))
8365, 73, 35, 74, 75, 76, 82fveval1fvcl 22256 . . . 4 ((𝜑𝑝𝑈) → (((eval1𝑅)‘𝑝)‘𝑋) ∈ 𝐵)
8472, 83eqeltrd 2833 . . 3 ((𝜑𝑝𝑈) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) ∈ 𝐵)
8584, 16fmptd 7100 . 2 (𝜑𝐹:𝑈𝐵)
8634, 35, 11, 8, 1, 63, 64, 41, 42, 43, 44, 45evls1addd 22294 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(+g𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
87 fveq2 6872 . . . . 5 (𝑝 = (𝑞(+g𝑃)𝑟) → (𝑂𝑝) = (𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)))
8887fveq1d 6874 . . . 4 (𝑝 = (𝑞(+g𝑃)𝑟) → ((𝑂𝑝)‘𝑋) = ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋))
8949ringgrpd 20187 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → 𝑃 ∈ Grp)
901, 63, 89, 43, 44grpcld 18915 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝑞(+g𝑃)𝑟) ∈ 𝑈)
91 fvexd 6887 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋) ∈ V)
9216, 88, 90, 91fvmptd3 7005 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)) = ((𝑂‘(𝑞(+g𝑃)𝑟))‘𝑋))
9356, 60oveq12d 7417 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → ((𝐹𝑞)(+g𝑅)(𝐹𝑟)) = (((𝑂𝑞)‘𝑋)(+g𝑅)((𝑂𝑟)‘𝑋)))
9486, 92, 933eqtr4d 2779 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑞𝑈𝑟𝑈)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑟)) = ((𝐹𝑞)(+g𝑅)(𝐹𝑟)))
951, 2, 3, 4, 5, 14, 15, 40, 62, 35, 63, 64, 85, 94isrhmd 20433 1 (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑅))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1539  wcel 2107  Vcvv 3457  cin 3923  cmpt 5198  cres 5653  cfv 6527  (class class class)co 7399  Basecbs 17213  s cress 17236  +gcplusg 17256  .rcmulr 17257  1rcur 20126  Ringcrg 20178  CRingccrg 20179   RingHom crh 20414  SubRingcsubrg 20514  algSccascl 21797  PwSer1cps1 22095  Poly1cpl1 22097   evalSub1 ces1 22236  eval1ce1 22237
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1794  ax-4 1808  ax-5 1909  ax-6 1966  ax-7 2006  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2140  ax-11 2156  ax-12 2176  ax-ext 2706  ax-rep 5246  ax-sep 5263  ax-nul 5273  ax-pow 5332  ax-pr 5399  ax-un 7723  ax-cnex 11177  ax-resscn 11178  ax-1cn 11179  ax-icn 11180  ax-addcl 11181  ax-addrcl 11182  ax-mulcl 11183  ax-mulrcl 11184  ax-mulcom 11185  ax-addass 11186  ax-mulass 11187  ax-distr 11188  ax-i2m1 11189  ax-1ne0 11190  ax-1rid 11191  ax-rnegex 11192  ax-rrecex 11193  ax-cnre 11194  ax-pre-lttri 11195  ax-pre-lttrn 11196  ax-pre-ltadd 11197  ax-pre-mulgt0 11198
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1779  df-nf 1783  df-sb 2064  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2808  df-nfc 2884  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3060  df-rmo 3357  df-reu 3358  df-rab 3414  df-v 3459  df-sbc 3764  df-csb 3873  df-dif 3927  df-un 3929  df-in 3931  df-ss 3941  df-pss 3944  df-nul 4307  df-if 4499  df-pw 4575  df-sn 4600  df-pr 4602  df-tp 4604  df-op 4606  df-uni 4881  df-int 4920  df-iun 4966  df-iin 4967  df-br 5117  df-opab 5179  df-mpt 5199  df-tr 5227  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-se 5604  df-we 5605  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6287  df-ord 6352  df-on 6353  df-lim 6354  df-suc 6355  df-iota 6480  df-fun 6529  df-fn 6530  df-f 6531  df-f1 6532  df-fo 6533  df-f1o 6534  df-fv 6535  df-isom 6536  df-riota 7356  df-ov 7402  df-oprab 7403  df-mpo 7404  df-of 7665  df-ofr 7666  df-om 7856  df-1st 7982  df-2nd 7983  df-supp 8154  df-frecs 8274  df-wrecs 8305  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8474  df-2o 8475  df-er 8713  df-map 8836  df-pm 8837  df-ixp 8906  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-fsupp 9368  df-sup 9448  df-oi 9516  df-card 9945  df-pnf 11263  df-mnf 11264  df-xr 11265  df-ltxr 11266  df-le 11267  df-sub 11460  df-neg 11461  df-nn 12233  df-2 12295  df-3 12296  df-4 12297  df-5 12298  df-6 12299  df-7 12300  df-8 12301  df-9 12302  df-n0 12494  df-z 12581  df-dec 12701  df-uz 12845  df-fz 13514  df-fzo 13661  df-seq 14009  df-hash 14337  df-struct 17151  df-sets 17168  df-slot 17186  df-ndx 17198  df-base 17214  df-ress 17237  df-plusg 17269  df-mulr 17270  df-sca 17272  df-vsca 17273  df-ip 17274  df-tset 17275  df-ple 17276  df-ds 17278  df-hom 17280  df-cco 17281  df-0g 17440  df-gsum 17441  df-prds 17446  df-pws 17448  df-mre 17583  df-mrc 17584  df-acs 17586  df-mgm 18603  df-sgrp 18682  df-mnd 18698  df-mhm 18746  df-submnd 18747  df-grp 18904  df-minusg 18905  df-sbg 18906  df-mulg 19036  df-subg 19091  df-ghm 19181  df-cntz 19285  df-cmn 19748  df-abl 19749  df-mgp 20086  df-rng 20098  df-ur 20127  df-srg 20132  df-ring 20180  df-cring 20181  df-rhm 20417  df-subrng 20491  df-subrg 20515  df-lmod 20804  df-lss 20874  df-lsp 20914  df-assa 21798  df-asp 21799  df-ascl 21800  df-psr 21854  df-mvr 21855  df-mpl 21856  df-opsr 21858  df-evls 22017  df-evl 22018  df-psr1 22100  df-vr1 22101  df-ply1 22102  df-coe1 22103  df-evls1 22238  df-evl1 22239
This theorem is referenced by:  evls1maplmhm  22300  evl1maprhm  22302  ply1annidl  33652  ply1annprmidl  33657  algextdeglem4  33670
  Copyright terms: Public domain W3C validator