Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  hbtlem4 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem hbtlem4 43554
Description: The leading ideal function goes to increasing sequences. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Apr-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
hbtlem.p 𝑃 = (Poly1𝑅)
hbtlem.u 𝑈 = (LIdeal‘𝑃)
hbtlem.s 𝑆 = (ldgIdlSeq‘𝑅)
hbtlem4.r (𝜑𝑅 ∈ Ring)
hbtlem4.i (𝜑𝐼𝑈)
hbtlem4.x (𝜑𝑋 ∈ ℕ0)
hbtlem4.y (𝜑𝑌 ∈ ℕ0)
hbtlem4.xy (𝜑𝑋𝑌)
Assertion
Ref Expression
hbtlem4 (𝜑 → ((𝑆𝐼)‘𝑋) ⊆ ((𝑆𝐼)‘𝑌))

Proof of Theorem hbtlem4
Dummy variables 𝑎 𝑐 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 hbtlem4.r . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
21ad2antrr 727 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑅 ∈ Ring)
3 hbtlem.p . . . . . . . . . 10 𝑃 = (Poly1𝑅)
43ply1ring 22211 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
52, 4syl 17 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑃 ∈ Ring)
6 hbtlem4.i . . . . . . . . 9 (𝜑𝐼𝑈)
76ad2antrr 727 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝐼𝑈)
8 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (mulGrp‘𝑃) = (mulGrp‘𝑃)
9 eqid 2737 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
108, 9mgpbas 20126 . . . . . . . . 9 (Base‘𝑃) = (Base‘(mulGrp‘𝑃))
11 eqid 2737 . . . . . . . . 9 (.g‘(mulGrp‘𝑃)) = (.g‘(mulGrp‘𝑃))
128ringmgp 20220 . . . . . . . . . 10 (𝑃 ∈ Ring → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
135, 12syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → (mulGrp‘𝑃) ∈ Mnd)
14 hbtlem4.x . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑋 ∈ ℕ0)
1514ad2antrr 727 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑋 ∈ ℕ0)
16 hbtlem4.y . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑌 ∈ ℕ0)
1716ad2antrr 727 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑌 ∈ ℕ0)
18 hbtlem4.xy . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑋𝑌)
1918ad2antrr 727 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑋𝑌)
20 nn0sub2 12590 . . . . . . . . . 10 ((𝑋 ∈ ℕ0𝑌 ∈ ℕ0𝑋𝑌) → (𝑌𝑋) ∈ ℕ0)
2115, 17, 19, 20syl3anc 1374 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → (𝑌𝑋) ∈ ℕ0)
22 eqid 2737 . . . . . . . . . . 11 (var1𝑅) = (var1𝑅)
2322, 3, 9vr1cl 22181 . . . . . . . . . 10 (𝑅 ∈ Ring → (var1𝑅) ∈ (Base‘𝑃))
242, 23syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → (var1𝑅) ∈ (Base‘𝑃))
2510, 11, 13, 21, 24mulgnn0cld 19071 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅)) ∈ (Base‘𝑃))
26 simplr 769 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑐𝐼)
27 hbtlem.u . . . . . . . . 9 𝑈 = (LIdeal‘𝑃)
28 eqid 2737 . . . . . . . . 9 (.r𝑃) = (.r𝑃)
2927, 9, 28lidlmcl 21223 . . . . . . . 8 (((𝑃 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈) ∧ (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅)) ∈ (Base‘𝑃) ∧ 𝑐𝐼)) → (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) ∈ 𝐼)
305, 7, 25, 26, 29syl22anc 839 . . . . . . 7 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) ∈ 𝐼)
31 eqid 2737 . . . . . . . . 9 (deg1𝑅) = (deg1𝑅)
329, 27lidlss 21210 . . . . . . . . . . 11 (𝐼𝑈𝐼 ⊆ (Base‘𝑃))
337, 32syl 17 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝐼 ⊆ (Base‘𝑃))
3433, 26sseldd 3923 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑐 ∈ (Base‘𝑃))
3531, 3, 22, 8, 11deg1pwle 26085 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑌𝑋) ∈ ℕ0) → ((deg1𝑅)‘((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))) ≤ (𝑌𝑋))
362, 21, 35syl2anc 585 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((deg1𝑅)‘((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))) ≤ (𝑌𝑋))
37 simpr 484 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋)
383, 31, 2, 9, 28, 25, 34, 21, 15, 36, 37deg1mulle2 26074 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((deg1𝑅)‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐)) ≤ ((𝑌𝑋) + 𝑋))
3917nn0cnd 12500 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑌 ∈ ℂ)
4015nn0cnd 12500 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → 𝑋 ∈ ℂ)
4139, 40npcand 11509 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((𝑌𝑋) + 𝑋) = 𝑌)
4238, 41breqtrd 5112 . . . . . . 7 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((deg1𝑅)‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐)) ≤ 𝑌)
43 eqid 2737 . . . . . . . . 9 (0g𝑅) = (0g𝑅)
4443, 3, 22, 8, 11, 9, 28, 2, 34, 21, 15coe1pwmulfv 22245 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐))‘((𝑌𝑋) + 𝑋)) = ((coe1𝑐)‘𝑋))
4541fveq2d 6845 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐))‘((𝑌𝑋) + 𝑋)) = ((coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐))‘𝑌))
4644, 45eqtr3d 2774 . . . . . . 7 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐))‘𝑌))
47 fveq2 6841 . . . . . . . . . 10 (𝑏 = (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) → ((deg1𝑅)‘𝑏) = ((deg1𝑅)‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐)))
4847breq1d 5096 . . . . . . . . 9 (𝑏 = (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) → (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌 ↔ ((deg1𝑅)‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐)) ≤ 𝑌))
49 fveq2 6841 . . . . . . . . . . 11 (𝑏 = (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) → (coe1𝑏) = (coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐)))
5049fveq1d 6843 . . . . . . . . . 10 (𝑏 = (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) → ((coe1𝑏)‘𝑌) = ((coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐))‘𝑌))
5150eqeq2d 2748 . . . . . . . . 9 (𝑏 = (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) → (((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1𝑏)‘𝑌) ↔ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐))‘𝑌)))
5248, 51anbi12d 633 . . . . . . . 8 (𝑏 = (((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) → ((((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌 ∧ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1𝑏)‘𝑌)) ↔ (((deg1𝑅)‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐)) ≤ 𝑌 ∧ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐))‘𝑌))))
5352rspcev 3565 . . . . . . 7 (((((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐) ∈ 𝐼 ∧ (((deg1𝑅)‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐)) ≤ 𝑌 ∧ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1‘(((𝑌𝑋)(.g‘(mulGrp‘𝑃))(var1𝑅))(.r𝑃)𝑐))‘𝑌))) → ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌 ∧ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1𝑏)‘𝑌)))
5430, 42, 46, 53syl12anc 837 . . . . . 6 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌 ∧ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1𝑏)‘𝑌)))
55 eqeq1 2741 . . . . . . . 8 (𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋) → (𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌) ↔ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1𝑏)‘𝑌)))
5655anbi2d 631 . . . . . . 7 (𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋) → ((((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌)) ↔ (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌 ∧ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1𝑏)‘𝑌))))
5756rexbidv 3162 . . . . . 6 (𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋) → (∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌)) ↔ ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌 ∧ ((coe1𝑐)‘𝑋) = ((coe1𝑏)‘𝑌))))
5854, 57syl5ibrcom 247 . . . . 5 (((𝜑𝑐𝐼) ∧ ((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋) → (𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋) → ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌))))
5958expimpd 453 . . . 4 ((𝜑𝑐𝐼) → ((((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋)) → ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌))))
6059rexlimdva 3139 . . 3 (𝜑 → (∃𝑐𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋)) → ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌))))
6160ss2abdv 4006 . 2 (𝜑 → {𝑎 ∣ ∃𝑐𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋))} ⊆ {𝑎 ∣ ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌))})
62 hbtlem.s . . . 4 𝑆 = (ldgIdlSeq‘𝑅)
633, 27, 62, 31hbtlem1 43551 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈𝑋 ∈ ℕ0) → ((𝑆𝐼)‘𝑋) = {𝑎 ∣ ∃𝑐𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋))})
641, 6, 14, 63syl3anc 1374 . 2 (𝜑 → ((𝑆𝐼)‘𝑋) = {𝑎 ∣ ∃𝑐𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑐) ≤ 𝑋𝑎 = ((coe1𝑐)‘𝑋))})
653, 27, 62, 31hbtlem1 43551 . . 3 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑈𝑌 ∈ ℕ0) → ((𝑆𝐼)‘𝑌) = {𝑎 ∣ ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌))})
661, 6, 16, 65syl3anc 1374 . 2 (𝜑 → ((𝑆𝐼)‘𝑌) = {𝑎 ∣ ∃𝑏𝐼 (((deg1𝑅)‘𝑏) ≤ 𝑌𝑎 = ((coe1𝑏)‘𝑌))})
6761, 64, 663sstr4d 3978 1 (𝜑 → ((𝑆𝐼)‘𝑋) ⊆ ((𝑆𝐼)‘𝑌))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  {cab 2715  wrex 3062  wss 3890   class class class wbr 5086  cfv 6499  (class class class)co 7367   + caddc 11041  cle 11180  cmin 11377  0cn0 12437  Basecbs 17179  .rcmulr 17221  0gc0g 17402  Mndcmnd 18702  .gcmg 19043  mulGrpcmgp 20121  Ringcrg 20214  LIdealclidl 21204  var1cv1 22139  Poly1cpl1 22140  coe1cco1 22141  deg1cdg1 26019  ldgIdlSeqcldgis 43549
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5308  ax-pr 5376  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6266  df-ord 6327  df-on 6328  df-lim 6329  df-suc 6330  df-iota 6455  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-isom 6508  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-of 7631  df-ofr 7632  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-supp 8111  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-2o 8406  df-er 8643  df-map 8775  df-pm 8776  df-ixp 8846  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-fsupp 9275  df-sup 9355  df-oi 9425  df-card 9863  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-fz 13462  df-fzo 13609  df-seq 13964  df-hash 14293  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-starv 17235  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ds 17242  df-unif 17243  df-hom 17244  df-cco 17245  df-0g 17404  df-gsum 17405  df-prds 17410  df-pws 17412  df-mre 17548  df-mrc 17549  df-acs 17551  df-mgm 18608  df-sgrp 18687  df-mnd 18703  df-mhm 18751  df-submnd 18752  df-grp 18912  df-minusg 18913  df-sbg 18914  df-mulg 19044  df-subg 19099  df-ghm 19188  df-cntz 19292  df-cmn 19757  df-abl 19758  df-mgp 20122  df-rng 20134  df-ur 20163  df-ring 20216  df-cring 20217  df-subrng 20523  df-subrg 20547  df-lmod 20857  df-lss 20927  df-sra 21168  df-rgmod 21169  df-lidl 21206  df-cnfld 21353  df-psr 21889  df-mvr 21890  df-mpl 21891  df-opsr 21893  df-psr1 22143  df-vr1 22144  df-ply1 22145  df-coe1 22146  df-mdeg 26020  df-deg1 26021  df-ldgis 43550
This theorem is referenced by:  hbt  43558
  Copyright terms: Public domain W3C validator