Theorem evlsmhpvvval 42550

Description: Give a formula for the evaluation of a homogeneous polynomial given assignments from variables to values. The difference between this and evlsvvval 42518 is that 𝑏 ∈ 𝐷 is restricted to 𝑏 ∈ 𝐺, that is, we can evaluate an 𝑁-th degree homogeneous polynomial over just the terms where the sum of all variable degrees is 𝑁. (Contributed by SN, 5-Mar-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
evlsmhpvvval.q	⊢ 𝑄 = ((𝐼 evalSub 𝑆)‘𝑅)
evlsmhpvvval.p	⊢ 𝐻 = (𝐼 mHomP 𝑈)
evlsmhpvvval.u	⊢ 𝑈 = (𝑆 ↾s 𝑅)
evlsmhpvvval.d	⊢ 𝐷 = {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}
evlsmhpvvval.g	⊢ 𝐺 = {𝑔 ∈ 𝐷 ∣ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑔) = 𝑁}
evlsmhpvvval.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
evlsmhpvvval.m	⊢ 𝑀 = (mulGrp‘𝑆)
evlsmhpvvval.w	⊢ ↑ = (.g‘𝑀)
evlsmhpvvval.x	⊢ · = (.r‘𝑆)
evlsmhpvvval.s	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ CRing)
evlsmhpvvval.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ (SubRing‘𝑆))
evlsmhpvvval.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐻‘𝑁))
evlsmhpvvval.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))

Assertion

Ref	Expression
evlsmhpvvval	⊢ (𝜑 → ((𝑄‘𝐹)‘𝐴) = (𝑆 Σg (𝑏 ∈ 𝐺 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))))))

Distinct variable groups:   𝐴,𝑏,𝑖   𝐷,𝑏,𝑖   𝐷,𝑔   𝐹,𝑏   𝐺,𝑏   𝐼,𝑏,ℎ   𝑖,𝐼   𝐾,𝑏,𝑖   𝑔,𝑁   𝑅,𝑏   𝑆,𝑏,𝑖   𝑈,𝑏,ℎ   𝑈,𝑖   𝜑,𝑏,𝑖   𝑔,ℎ

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑔,ℎ)   𝐴(𝑔,ℎ)   𝐷(ℎ)   𝑄(𝑔,ℎ,𝑖,𝑏)   𝑅(𝑔,ℎ,𝑖)   𝑆(𝑔,ℎ)   · (𝑔,ℎ,𝑖,𝑏)   𝑈(𝑔)   ↑ (𝑔,ℎ,𝑖,𝑏)   𝐹(𝑔,ℎ,𝑖)   𝐺(𝑔,ℎ,𝑖)   𝐻(𝑔,ℎ,𝑖,𝑏)   𝐼(𝑔)   𝐾(𝑔,ℎ)   𝑀(𝑔,ℎ,𝑖,𝑏)   𝑁(ℎ,𝑖,𝑏)

Proof of Theorem evlsmhpvvval

Step	Hyp	Ref	Expression
1		evlsmhpvvval.q	. . 3 ⊢ 𝑄 = ((𝐼 evalSub 𝑆)‘𝑅)
2		eqid 2740	. . 3 ⊢ (𝐼 mPoly 𝑈) = (𝐼 mPoly 𝑈)
3		eqid 2740	. . 3 ⊢ (Base‘(𝐼 mPoly 𝑈)) = (Base‘(𝐼 mPoly 𝑈))
4		evlsmhpvvval.u	. . 3 ⊢ 𝑈 = (𝑆 ↾s 𝑅)
5		evlsmhpvvval.d	. . 3 ⊢ 𝐷 = {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}
6		evlsmhpvvval.k	. . 3 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
7		evlsmhpvvval.m	. . 3 ⊢ 𝑀 = (mulGrp‘𝑆)
8		evlsmhpvvval.w	. . 3 ⊢ ↑ = (.g‘𝑀)
9		evlsmhpvvval.x	. . 3 ⊢ · = (.r‘𝑆)
10		reldmmhp 22164	. . . 4 ⊢ Rel dom mHomP
11		evlsmhpvvval.p	. . . 4 ⊢ 𝐻 = (𝐼 mHomP 𝑈)
12		evlsmhpvvval.f	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝐻‘𝑁))
13	10, 11, 12	elfvov1 7490	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ V)
14		evlsmhpvvval.s	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ CRing)
15		evlsmhpvvval.r	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ (SubRing‘𝑆))
16	11, 2, 3, 12	mhpmpl 22171	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ (Base‘(𝐼 mPoly 𝑈)))
17		evlsmhpvvval.a	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
18	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17	evlsvvval 42518	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑄‘𝐹)‘𝐴) = (𝑆 Σg (𝑏 ∈ 𝐷 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))))))
19		eqid 2740	. . 3 ⊢ (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
20	14	crngringd 20273	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ Ring)
21	20	ringcmnd 20307	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ CMnd)
22		ovex 7481	. . . . 5 ⊢ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∈ V
23	5, 22	rabex2 5359	. . . 4 ⊢ 𝐷 ∈ V
24	23	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ V)
25	20	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷) → 𝑆 ∈ Ring)
26		eqid 2740	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑈) = (Base‘𝑈)
27	2, 26, 3, 5, 16	mplelf 22041	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶(Base‘𝑈))
28	4	subrgbas 20609	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ (SubRing‘𝑆) → 𝑅 = (Base‘𝑈))
29	6	subrgss 20600	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑅 ∈ (SubRing‘𝑆) → 𝑅 ⊆ 𝐾)
30	28, 29	eqsstrrd 4048	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑅 ∈ (SubRing‘𝑆) → (Base‘𝑈) ⊆ 𝐾)
31	15, 30	syl 17	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑈) ⊆ 𝐾)
32	27, 31	fssd 6764	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐷⟶𝐾)
33	32	ffvelcdmda 7118	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷) → (𝐹‘𝑏) ∈ 𝐾)
34	13	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷) → 𝐼 ∈ V)
35	14	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷) → 𝑆 ∈ CRing)
36	17	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷) → 𝐴 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
37		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷) → 𝑏 ∈ 𝐷)
38	5, 6, 7, 8, 34, 35, 36, 37	evlsvvvallem 42516	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷) → (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))) ∈ 𝐾)
39	6, 9, 25, 33, 38	ringcld 20286	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ 𝐷) → ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))) ∈ 𝐾)
40	39	fmpttd 7149	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑏 ∈ 𝐷 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))))):𝐷⟶𝐾)
41	4, 19	subrg0 20607	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑅 ∈ (SubRing‘𝑆) → (0g‘𝑆) = (0g‘𝑈))
42	15, 41	syl 17	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑆) = (0g‘𝑈))
43	42	oveq2d 7464	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐹 supp (0g‘𝑆)) = (𝐹 supp (0g‘𝑈)))
44		eqid 2740	. . . . . . . . . 10 ⊢ (0g‘𝑈) = (0g‘𝑈)
45	11, 44, 5, 12	mhpdeg 22172	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (𝐹 supp (0g‘𝑈)) ⊆ {𝑔 ∈ 𝐷 ∣ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑔) = 𝑁})
46		evlsmhpvvval.g	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐺 = {𝑔 ∈ 𝐷 ∣ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑔) = 𝑁}
47	45, 46	sseqtrrdi 4060	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝐹 supp (0g‘𝑈)) ⊆ 𝐺)
48	43, 47	eqsstrd 4047	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (𝐹 supp (0g‘𝑆)) ⊆ 𝐺)
49		fvexd 6935	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑆) ∈ V)
50	32, 48, 24, 49	suppssr 8236	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ (𝐷 ∖ 𝐺)) → (𝐹‘𝑏) = (0g‘𝑆))
51	50	oveq1d 7463	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ (𝐷 ∖ 𝐺)) → ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))) = ((0g‘𝑆) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))))
52	20	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ (𝐷 ∖ 𝐺)) → 𝑆 ∈ Ring)
53		eldifi 4154	. . . . . . 7 ⊢ (𝑏 ∈ (𝐷 ∖ 𝐺) → 𝑏 ∈ 𝐷)
54	53, 38	sylan2 592	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ (𝐷 ∖ 𝐺)) → (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))) ∈ 𝐾)
55	6, 9, 19, 52, 54	ringlzd 20318	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ (𝐷 ∖ 𝐺)) → ((0g‘𝑆) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))) = (0g‘𝑆))
56	51, 55	eqtrd 2780	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑏 ∈ (𝐷 ∖ 𝐺)) → ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))) = (0g‘𝑆))
57	56, 24	suppss2 8241	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑏 ∈ 𝐷 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))))) supp (0g‘𝑆)) ⊆ 𝐺)
58	5, 2, 4, 3, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15, 16, 17	evlsvvvallem2 42517	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑏 ∈ 𝐷 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))))) finSupp (0g‘𝑆))
59	6, 19, 21, 24, 40, 57, 58	gsumres 19955	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑆 Σg ((𝑏 ∈ 𝐷 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))))) ↾ 𝐺)) = (𝑆 Σg (𝑏 ∈ 𝐷 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))))))
60	46	ssrab3 4105	. . . . 5 ⊢ 𝐺 ⊆ 𝐷
61	60	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐺 ⊆ 𝐷)
62	61	resmptd 6069	. . 3 ⊢ (𝜑 → ((𝑏 ∈ 𝐷 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))))) ↾ 𝐺) = (𝑏 ∈ 𝐺 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))))))
63	62	oveq2d 7464	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑆 Σg ((𝑏 ∈ 𝐷 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖)))))) ↾ 𝐺)) = (𝑆 Σg (𝑏 ∈ 𝐺 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))))))
64	18, 59, 63	3eqtr2d 2786	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑄‘𝐹)‘𝐴) = (𝑆 Σg (𝑏 ∈ 𝐺 ↦ ((𝐹‘𝑏) · (𝑀 Σg (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑏‘𝑖) ↑ (𝐴‘𝑖))))))))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1537   ∈ wcel 2108  {crab 3443  Vcvv 3488   ∖ cdif 3973   ⊆ wss 3976   ↦ cmpt 5249  ^◡ccnv 5699   ↾ cres 5702   “ cima 5703  ‘cfv 6573  (class class class)co 7448   supp csupp 8201   ↑_m cmap 8884  Fincfn 9003  ℕcn 12293  ℕ₀cn0 12553  Basecbs 17258   ↾_s cress 17287  ._rcmulr 17312  0_gc0g 17499   Σ_g cgsu 17500  ._gcmg 19107  mulGrpcmgp 20161  Ringcrg 20260  CRingccrg 20261  SubRingcsubrg 20595  ℂ_fldccnfld 21387   mPoly cmpl 21949   evalSub ces 22119   mHomP cmhp 22156

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-tp 4653  df-op 4655  df-uni 4932  df-int 4971  df-iun 5017  df-iin 5018  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-se 5653  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-isom 6582  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-of 7714  df-ofr 7715  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-supp 8202  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-2o 8523  df-er 8763  df-map 8886  df-pm 8887  df-ixp 8956  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-fsupp 9432  df-sup 9511  df-oi 9579  df-card 10008  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-4 12358  df-5 12359  df-6 12360  df-7 12361  df-8 12362  df-9 12363  df-n0 12554  df-z 12640  df-dec 12759  df-uz 12904  df-fz 13568  df-fzo 13712  df-seq 14053  df-hash 14380  df-struct 17194  df-sets 17211  df-slot 17229  df-ndx 17241  df-base 17259  df-ress 17288  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-ds 17333  df-hom 17335  df-cco 17336  df-0g 17501  df-gsum 17502  df-prds 17507  df-pws 17509  df-mre 17644  df-mrc 17645  df-acs 17647  df-mgm 18678  df-sgrp 18757  df-mnd 18773  df-mhm 18818  df-submnd 18819  df-grp 18976  df-minusg 18977  df-sbg 18978  df-mulg 19108  df-subg 19163  df-ghm 19253  df-cntz 19357  df-cmn 19824  df-abl 19825  df-mgp 20162  df-rng 20180  df-ur 20209  df-srg 20214  df-ring 20262  df-cring 20263  df-rhm 20498  df-subrng 20572  df-subrg 20597  df-lmod 20882  df-lss 20953  df-lsp 20993  df-assa 21896  df-asp 21897  df-ascl 21898  df-psr 21952  df-mvr 21953  df-mpl 21954  df-evls 22121  df-mhp 22163

This theorem is referenced by:  mhphf  42552