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

Theorem evlsmaprhm 22470
Description: The function 𝐹 mapping polynomials 𝑝 to their subring evaluation at a given point 𝑋 is a ring homomorphism. Compare evls1maprhm 22724. (Contributed by SN, 12-Mar-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
evlsmaprhm.q 𝑄 = ((𝐼 evalSub 𝑅)‘𝑆)
evlsmaprhm.p 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑈)
evlsmaprhm.u 𝑈 = (𝑅 ↾s 𝑆)
evlsmaprhm.b 𝐵 = (Base‘𝑃)
evlsmaprhm.k 𝐾 = (Base‘𝑅)
evlsmaprhm.f 𝐹 = (𝑝 ∈ 𝐵 ↦ ((𝑄‘𝑝)‘𝐴))
evlsmaprhm.i (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
evlsmaprhm.r (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
evlsmaprhm.s (𝜑 → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
evlsmaprhm.a (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
Assertion
Ref Expression
evlsmaprhm (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑅))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑝   𝐾,𝑝   𝜑,𝑝   𝑃,𝑝   𝑄,𝑝   𝐴,𝑝
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑝)   𝑆(𝑝)   𝑈(𝑝)   𝐹(𝑝)   𝐼(𝑝)   𝑉(𝑝)

Proof of Theorem evlsmaprhm
Dummy variables 𝑞 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 evlsmaprhm.b . 2 𝐵 = (Base‘𝑃)
2 eqid 2763 . 2 (1r‘𝑃) = (1r‘𝑃)
3 eqid 2763 . 2 (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
4 eqid 2763 . 2 (.r‘𝑃) = (.r‘𝑃)
5 eqid 2763 . 2 (.r‘𝑅) = (.r‘𝑅)
6 evlsmaprhm.p . . 3 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑈)
7 evlsmaprhm.i . . 3 (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
8 evlsmaprhm.s . . . 4 (𝜑 → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
9 evlsmaprhm.u . . . . 5 𝑈 = (𝑅 ↾s 𝑆)
109subrgring 20856 . . . 4 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑈 ∈ Ring)
118, 10syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝑈 ∈ Ring)
126, 7, 11mplringd 22360 . 2 (𝜑 → 𝑃 ∈ Ring)
13 evlsmaprhm.r . . 3 (𝜑 → 𝑅 ∈ CRing)
1413crngringd 20503 . 2 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
15 evlsmaprhm.f . . . 4 𝐹 = (𝑝 ∈ 𝐵 ↦ ((𝑄‘𝑝)‘𝐴))
16 fveq2 6908 . . . . 5 (𝑝 = (1r‘𝑃) → (𝑄‘𝑝) = (𝑄‘(1r‘𝑃)))
1716fveq1d 6910 . . . 4 (𝑝 = (1r‘𝑃) → ((𝑄‘𝑝)‘𝐴) = ((𝑄‘(1r‘𝑃))‘𝐴))
181, 2ringidcl 20524 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r‘𝑃) ∈ 𝐵)
1912, 18syl 18 . . . 4 (𝜑 → (1r‘𝑃) ∈ 𝐵)
20 fvexd 6923 . . . 4 (𝜑 → ((𝑄‘(1r‘𝑃))‘𝐴) ∈ V)
2115, 17, 19, 20fvmptd3 7040 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r‘𝑃)) = ((𝑄‘(1r‘𝑃))‘𝐴))
22 eqid 2763 . . . . . . 7 (algSc‘𝑃) = (algSc‘𝑃)
23 eqid 2763 . . . . . . 7 (1r‘𝑈) = (1r‘𝑈)
246, 22, 23, 2, 7, 11mplascl1 22364 . . . . . 6 (𝜑 → ((algSc‘𝑃)‘(1r‘𝑈)) = (1r‘𝑃))
2524eqcomd 2769 . . . . 5 (𝜑 → (1r‘𝑃) = ((algSc‘𝑃)‘(1r‘𝑈)))
2625fveq2d 6912 . . . 4 (𝜑 → (𝑄‘(1r‘𝑃)) = (𝑄‘((algSc‘𝑃)‘(1r‘𝑈))))
2726fveq1d 6910 . . 3 (𝜑 → ((𝑄‘(1r‘𝑃))‘𝐴) = ((𝑄‘((algSc‘𝑃)‘(1r‘𝑈)))‘𝐴))
28 evlsmaprhm.q . . . . . 6 𝑄 = ((𝐼 evalSub 𝑅)‘𝑆)
29 evlsmaprhm.k . . . . . 6 𝐾 = (Base‘𝑅)
309, 3subrg1 20864 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r‘𝑅) = (1r‘𝑈))
318, 30syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r‘𝑅) = (1r‘𝑈))
323subrg1cl 20862 . . . . . . . 8 (𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r‘𝑅) ∈ 𝑆)
338, 32syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r‘𝑅) ∈ 𝑆)
3431, 33eqeltrrd 2865 . . . . . 6 (𝜑 → (1r‘𝑈) ∈ 𝑆)
35 evlsmaprhm.a . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
3628, 6, 9, 29, 1, 22, 7, 13, 8, 34, 35evlsscaval 22465 . . . . 5 (𝜑 → (((algSc‘𝑃)‘(1r‘𝑈)) ∈ 𝐵 ∧ ((𝑄‘((algSc‘𝑃)‘(1r‘𝑈)))‘𝐴) = (1r‘𝑈)))
3736simprd 501 . . . 4 (𝜑 → ((𝑄‘((algSc‘𝑃)‘(1r‘𝑈)))‘𝐴) = (1r‘𝑈))
3837, 31eqtr4d 2801 . . 3 (𝜑 → ((𝑄‘((algSc‘𝑃)‘(1r‘𝑈)))‘𝐴) = (1r‘𝑅))
3921, 27, 383eqtrd 2802 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r‘𝑃)) = (1r‘𝑅))
407adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝐼 ∈ 𝑉)
4113adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ CRing)
428adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
4335adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝐴 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
44 simprl 783 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑞 ∈ 𝐵)
45 eqidd 2764 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑄‘𝑞)‘𝐴) = ((𝑄‘𝑞)‘𝐴))
4644, 45jca 521 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ ((𝑄‘𝑞)‘𝐴) = ((𝑄‘𝑞)‘𝐴)))
47 simprr 785 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑟 ∈ 𝐵)
48 eqidd 2764 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑄‘𝑟)‘𝐴) = ((𝑄‘𝑟)‘𝐴))
4947, 48jca 521 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑟 ∈ 𝐵 ∧ ((𝑄‘𝑟)‘𝐴) = ((𝑄‘𝑟)‘𝐴)))
5028, 6, 9, 29, 1, 40, 41, 42, 43, 46, 49, 4, 5evlsmulval 22469 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑞(.r‘𝑃)𝑟) ∈ 𝐵 ∧ ((𝑄‘(𝑞(.r‘𝑃)𝑟))‘𝐴) = (((𝑄‘𝑞)‘𝐴)(.r‘𝑅)((𝑄‘𝑟)‘𝐴))))
5150simprd 501 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑄‘(𝑞(.r‘𝑃)𝑟))‘𝐴) = (((𝑄‘𝑞)‘𝐴)(.r‘𝑅)((𝑄‘𝑟)‘𝐴)))
52 fveq2 6908 . . . . 5 (𝑝 = (𝑞(.r‘𝑃)𝑟) → (𝑄‘𝑝) = (𝑄‘(𝑞(.r‘𝑃)𝑟)))
5352fveq1d 6910 . . . 4 (𝑝 = (𝑞(.r‘𝑃)𝑟) → ((𝑄‘𝑝)‘𝐴) = ((𝑄‘(𝑞(.r‘𝑃)𝑟))‘𝐴))
5412adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Ring)
551, 4, 54, 44, 47ringcld 20514 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑞(.r‘𝑃)𝑟) ∈ 𝐵)
56 fvexd 6923 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑄‘(𝑞(.r‘𝑃)𝑟))‘𝐴) ∈ V)
5715, 53, 55, 56fvmptd3 7040 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑞(.r‘𝑃)𝑟)) = ((𝑄‘(𝑞(.r‘𝑃)𝑟))‘𝐴))
58 fveq2 6908 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑞 → (𝑄‘𝑝) = (𝑄‘𝑞))
5958fveq1d 6910 . . . . 5 (𝑝 = 𝑞 → ((𝑄‘𝑝)‘𝐴) = ((𝑄‘𝑞)‘𝐴))
60 fvexd 6923 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑄‘𝑞)‘𝐴) ∈ V)
6115, 59, 44, 60fvmptd3 7040 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑞) = ((𝑄‘𝑞)‘𝐴))
62 fveq2 6908 . . . . . 6 (𝑝 = 𝑟 → (𝑄‘𝑝) = (𝑄‘𝑟))
6362fveq1d 6910 . . . . 5 (𝑝 = 𝑟 → ((𝑄‘𝑝)‘𝐴) = ((𝑄‘𝑟)‘𝐴))
64 fvexd 6923 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑄‘𝑟)‘𝐴) ∈ V)
6515, 63, 47, 64fvmptd3 7040 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑟) = ((𝑄‘𝑟)‘𝐴))
6661, 65oveq12d 7461 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐹‘𝑞)(.r‘𝑅)(𝐹‘𝑟)) = (((𝑄‘𝑞)‘𝐴)(.r‘𝑅)((𝑄‘𝑟)‘𝐴)))
6751, 57, 663eqtr4d 2808 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑞(.r‘𝑃)𝑟)) = ((𝐹‘𝑞)(.r‘𝑅)(𝐹‘𝑟)))
68 eqid 2763 . 2 (+g‘𝑃) = (+g‘𝑃)
69 eqid 2763 . 2 (+g‘𝑅) = (+g‘𝑅)
707adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝐼 ∈ 𝑉)
7113adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝑅 ∈ CRing)
728adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝑆 ∈ (SubRing‘𝑅))
73 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝑝 ∈ 𝐵)
7435adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝐴 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
7528, 6, 9, 1, 29, 70, 71, 72, 73, 74evlscl 22464 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → ((𝑄‘𝑝)‘𝐴) ∈ 𝐾)
7675, 15fmptd 7138 . 2 (𝜑 → 𝐹:𝐵⟶𝐾)
7728, 6, 9, 29, 1, 40, 41, 42, 43, 46, 49, 68, 69evlsaddval 22468 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑞(+g‘𝑃)𝑟) ∈ 𝐵 ∧ ((𝑄‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟))‘𝐴) = (((𝑄‘𝑞)‘𝐴)(+g‘𝑅)((𝑄‘𝑟)‘𝐴))))
7877simprd 501 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑄‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟))‘𝐴) = (((𝑄‘𝑞)‘𝐴)(+g‘𝑅)((𝑄‘𝑟)‘𝐴)))
79 fveq2 6908 . . . . 5 (𝑝 = (𝑞(+g‘𝑃)𝑟) → (𝑄‘𝑝) = (𝑄‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟)))
8079fveq1d 6910 . . . 4 (𝑝 = (𝑞(+g‘𝑃)𝑟) → ((𝑄‘𝑝)‘𝐴) = ((𝑄‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟))‘𝐴))
8112ringgrpd 20499 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑃 ∈ Grp)
8281adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
831, 68, 82, 44, 47grpcld 19187 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑞(+g‘𝑃)𝑟) ∈ 𝐵)
84 fvexd 6923 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑄‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟))‘𝐴) ∈ V)
8515, 80, 83, 84fvmptd3 7040 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟)) = ((𝑄‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟))‘𝐴))
8661, 65oveq12d 7461 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐹‘𝑞)(+g‘𝑅)(𝐹‘𝑟)) = (((𝑄‘𝑞)‘𝐴)(+g‘𝑅)((𝑄‘𝑟)‘𝐴)))
8778, 85, 863eqtr4d 2808 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟)) = ((𝐹‘𝑞)(+g‘𝑅)(𝐹‘𝑟)))
881, 2, 3, 4, 5, 12, 14, 39, 67, 29, 68, 69, 76, 87isrhmd 20752 1 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑅))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  Vcvv 3454   ↦ cmpt 5189  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443   ↑m cmap 8875  Basecbs 17416   ↾s cress 17437  +gcplusg 17457  .rcmulr 17458  Grpcgrp 19173  1rcur 20437  Ringcrg 20489  CRingccrg 20490   RingHom crh 20729  SubRingcsubrg 20851  algSccascl 22190   mPoly cmpl 22244   evalSub ces 22411
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-ofr 7718  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-map 8877  df-pm 8878  df-ixp 8954  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-sup 9461  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-4 12434  df-5 12435  df-6 12436  df-7 12437  df-8 12438  df-9 12439  df-n0 12634  df-z 12721  df-dec 12842  df-uz 12993  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-seq 14172  df-hash 14502  df-struct 17354  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-sca 17473  df-vsca 17474  df-ip 17475  df-tset 17476  df-ple 17477  df-ds 17479  df-hom 17481  df-cco 17482  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-prds 17647  df-pws 17649  df-mre 17785  df-mrc 17786  df-acs 17788  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-mhm 19007  df-submnd 19008  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-sbg 19178  df-mulg 19307  df-subg 19362  df-ghm 19457  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-abl 20027  df-mgp 20391  df-rng 20405  df-ur 20438  df-srg 20443  df-ring 20491  df-cring 20492  df-rhm 20732  df-subrng 20828  df-subrg 20852  df-lmod 21167  df-lss 21237  df-lsp 21277  df-assa 22191  df-asp 22192  df-ascl 22193  df-psr 22247  df-mvr 22248  df-mpl 22249  df-evls 22413
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator