Theorem gsumply1subr 20404

Description: Evaluate a group sum in a polynomial ring over a subring. (Contributed by AV, 22-Sep-2019.) (Proof shortened by AV, 31-Jan-2020.)

Hypotheses

Ref	Expression
subrgply1.s	⊢ 𝑆 = (Poly1‘𝑅)
subrgply1.h	⊢ 𝐻 = (𝑅 ↾s 𝑇)
subrgply1.u	⊢ 𝑈 = (Poly1‘𝐻)
subrgply1.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑈)
gsumply1subr.s	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅))
gsumply1subr.a	⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
gsumply1subr.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)

Assertion

Ref	Expression
gsumply1subr	⊢ (𝜑 → (𝑆 Σg 𝐹) = (𝑈 Σg 𝐹))

Proof of Theorem gsumply1subr

Dummy variables 𝑠 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		gsumply1subr.a	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝑉)
2		gsumply1subr.s	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅))
3		subrgply1.s	. . . . 5 ⊢ 𝑆 = (Poly1‘𝑅)
4		subrgply1.h	. . . . 5 ⊢ 𝐻 = (𝑅 ↾s 𝑇)
5		subrgply1.u	. . . . 5 ⊢ 𝑈 = (Poly1‘𝐻)
6		subrgply1.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑈)
7	3, 4, 5, 6	subrgply1 20403	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆))
8		subrgsubg 19543	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆) → 𝐵 ∈ (SubGrp‘𝑆))
9		subgsubm 18303	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ (SubGrp‘𝑆) → 𝐵 ∈ (SubMnd‘𝑆))
10	8, 9	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆) → 𝐵 ∈ (SubMnd‘𝑆))
11	2, 7, 10	3syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 ∈ (SubMnd‘𝑆))
12		gsumply1subr.f	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝐴⟶𝐵)
13		eqid 2823	. . 3 ⊢ (𝑆 ↾s 𝐵) = (𝑆 ↾s 𝐵)
14	1, 11, 12, 13	gsumsubm 18001	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑆 Σg 𝐹) = ((𝑆 ↾s 𝐵) Σg 𝐹))
15		fex 6991	. . . 4 ⊢ ((𝐹:𝐴⟶𝐵 ∧ 𝐴 ∈ 𝑉) → 𝐹 ∈ V)
16	12, 1, 15	syl2anc 586	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ V)
17		ovexd 7193	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ V)
18	5	fvexi 6686	. . . 4 ⊢ 𝑈 ∈ V
19	18	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 ∈ V)
20		eqid 2823	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑈) = (Base‘𝑈)
21	6	oveq2i 7169	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ↾s 𝐵) = (𝑆 ↾s (Base‘𝑈))
22	3, 4, 5, 20, 2, 21	ressply1bas 20399	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑈) = (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))
23	22	eqcomd 2829	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) = (Base‘𝑈))
24	13	subrgring 19540	. . . . 5 ⊢ (𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆) → (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring)
25	7, 24	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring)
26		ringmgm 19309	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring → (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Mgm)
27	2, 25, 26	3syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Mgm)
28		simpl 485	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ∧ 𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))) → 𝜑)
29	3, 4, 5, 6, 2, 13	ressply1bas 20399	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝜑 → 𝐵 = (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))
30	29	eqcomd 2829	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) = 𝐵)
31	30	eleq2d 2900	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ↔ 𝑠 ∈ 𝐵))
32	31	biimpcd 251	. . . . . . 7 ⊢ (𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) → (𝜑 → 𝑠 ∈ 𝐵))
33	32	adantr 483	. . . . . 6 ⊢ ((𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ∧ 𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵))) → (𝜑 → 𝑠 ∈ 𝐵))
34	33	impcom 410	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ∧ 𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))) → 𝑠 ∈ 𝐵)
35	30	eleq2d 2900	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ↔ 𝑡 ∈ 𝐵))
36	35	biimpcd 251	. . . . . . 7 ⊢ (𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) → (𝜑 → 𝑡 ∈ 𝐵))
37	36	adantl 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ∧ 𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵))) → (𝜑 → 𝑡 ∈ 𝐵))
38	37	impcom 410	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ∧ 𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))) → 𝑡 ∈ 𝐵)
39	3, 4, 5, 6, 2, 13	ressply1add 20400	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ 𝐵 ∧ 𝑡 ∈ 𝐵)) → (𝑠(+g‘𝑈)𝑡) = (𝑠(+g‘(𝑆 ↾s 𝐵))𝑡))
40	28, 34, 38, 39	syl12anc 834	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ∧ 𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))) → (𝑠(+g‘𝑈)𝑡) = (𝑠(+g‘(𝑆 ↾s 𝐵))𝑡))
41	40	eqcomd 2829	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑠 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ∧ 𝑡 ∈ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))) → (𝑠(+g‘(𝑆 ↾s 𝐵))𝑡) = (𝑠(+g‘𝑈)𝑡))
42	12	ffund 6520	. . 3 ⊢ (𝜑 → Fun 𝐹)
43	12	frnd 6523	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran 𝐹 ⊆ 𝐵)
44	43, 29	sseqtrd 4009	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran 𝐹 ⊆ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))
45	16, 17, 19, 23, 27, 41, 42, 44	gsummgmpropd 17893	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑆 ↾s 𝐵) Σg 𝐹) = (𝑈 Σg 𝐹))
46	14, 45	eqtrd 2858	1 ⊢ (𝜑 → (𝑆 Σg 𝐹) = (𝑈 Σg 𝐹))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  Vcvv 3496  ran crn 5558  ⟶wf 6353  ‘cfv 6357  (class class class)co 7158  Basecbs 16485   ↾_s cress 16486  +_gcplusg 16567   Σ_g cgsu 16716  Mgmcmgm 17852  SubMndcsubmnd 17957  SubGrpcsubg 18275  Ringcrg 19299  SubRingcsubrg 19533  Poly₁cpl1 20347

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-iin 4924  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-se 5517  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-isom 6366  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-of 7411  df-ofr 7412  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-supp 7833  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-2o 8105  df-oadd 8108  df-er 8291  df-map 8410  df-pm 8411  df-ixp 8464  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-fsupp 8836  df-oi 8976  df-card 9370  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-4 11705  df-5 11706  df-6 11707  df-7 11708  df-8 11709  df-9 11710  df-n0 11901  df-z 11985  df-dec 12102  df-uz 12247  df-fz 12896  df-fzo 13037  df-seq 13373  df-hash 13694  df-struct 16487  df-ndx 16488  df-slot 16489  df-base 16491  df-sets 16492  df-ress 16493  df-plusg 16580  df-mulr 16581  df-sca 16583  df-vsca 16584  df-tset 16586  df-ple 16587  df-0g 16717  df-gsum 16718  df-mre 16859  df-mrc 16860  df-acs 16862  df-mgm 17854  df-sgrp 17903  df-mnd 17914  df-mhm 17958  df-submnd 17959  df-grp 18108  df-minusg 18109  df-mulg 18227  df-subg 18278  df-ghm 18358  df-cntz 18449  df-cmn 18910  df-abl 18911  df-mgp 19242  df-ur 19254  df-ring 19301  df-subrg 19535  df-psr 20138  df-mpl 20140  df-opsr 20142  df-psr1 20350  df-ply1 20352

This theorem is referenced by: (None)