Theorem mhmcompl 22435

Description: The composition of a monoid homomorphism and a polynomial is a polynomial. (Contributed by SN, 7-Feb-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
mhmcompl.p	⊢ 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
mhmcompl.q	⊢ 𝑄 = (𝐼 mPoly 𝑆)
mhmcompl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
mhmcompl.c	⊢ 𝐶 = (Base‘𝑄)
mhmcompl.h	⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
mhmcompl.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐵)

Assertion

Ref	Expression
mhmcompl	⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ 𝐶)

Proof of Theorem mhmcompl

Dummy variable 𝑓 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		fvexd 6900	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑆) ∈ V)
2		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
3		ovexd 7455	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℕ0 ↑m 𝐼) ∈ V)
4	2, 3	rabexd 5300	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V)
5		mhmcompl.h	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
6		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
7		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
8	6, 7	mhmf 18989	. . . . . 6 ⊢ (𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆) → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
9	5, 8	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
10		mhmcompl.p	. . . . . 6 ⊢ 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
11		mhmcompl.b	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
12		mhmcompl.f	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐵)
13	10, 6, 11, 2, 12	mplelf 22310	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹:{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝑅))
14	9, 13	fcod 6735	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹):{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝑆))
15	1, 4, 14	elmapdd 8864	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ ((Base‘𝑆) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
16		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (𝐼 mPwSer 𝑆) = (𝐼 mPwSer 𝑆)
17		eqid 2760	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)) = (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆))
18	10, 11	mplrcl 22306	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ 𝐵 → 𝐼 ∈ V)
19	12, 18	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ V)
20	16, 7, 2, 17, 19	psrbas 22247	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)) = ((Base‘𝑆) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
21	15, 20	eleqtrrd 2863	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)))
22		fvexd 6900	. . 3 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑆) ∈ V)
23		mhmrcl1 18987	. . . . 5 ⊢ (𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Mnd)
24	5, 23	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Mnd)
25		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
26	6, 25	mndidcl 18944	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ Mnd → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
27	24, 26	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
28		ssidd 3931	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) ⊆ (Base‘𝑅))
29		fvexd 6900	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) ∈ V)
30	10, 11, 25, 12	mplelsfi 22307	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 finSupp (0g‘𝑅))
31		eqid 2760	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
32	25, 31	mhm0 18994	. . . 4 ⊢ (𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆) → (𝐻‘(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑆))
33	5, 32	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐻‘(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑆))
34	22, 27, 13, 9, 28, 4, 29, 30, 33	fsuppcor 9399	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) finSupp (0g‘𝑆))
35		mhmcompl.q	. . 3 ⊢ 𝑄 = (𝐼 mPoly 𝑆)
36		mhmcompl.c	. . 3 ⊢ 𝐶 = (Base‘𝑄)
37	35, 16, 17, 31, 36	mplelbas 22303	. 2 ⊢ ((𝐻 ∘ 𝐹) ∈ 𝐶 ↔ ((𝐻 ∘ 𝐹) ∈ (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)) ∧ (𝐻 ∘ 𝐹) finSupp (0g‘𝑆)))
38	21, 34, 37	sylanbrc 595	1 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ 𝐶)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   = wceq 1569   ∈ wcel 2144  {crab 3412  Vcvv 3450   class class class wbr 5102  ^◡ccnv 5649   “ cima 5653   ∘ ccom 5654  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ↑_m cmap 8850  Fincfn 8976   finSupp cfsupp 9356  ℕcn 12338  ℕ₀cn0 12609  Basecbs 17392  0_gc0g 17615  Mndcmnd 18928   MndHom cmhm 18981   mPwSer cmps 22217   mPoly cmpl 22219

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-rep 5231  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7751  ax-cnex 11259  ax-resscn 11260  ax-1cn 11261  ax-icn 11262  ax-addcl 11263  ax-addrcl 11264  ax-mulcl 11265  ax-mulrcl 11266  ax-mulcom 11267  ax-addass 11268  ax-mulass 11269  ax-distr 11270  ax-i2m1 11271  ax-1ne0 11272  ax-1rid 11273  ax-rnegex 11274  ax-rrecex 11275  ax-cnre 11276  ax-pre-lttri 11277  ax-pre-lttrn 11278  ax-pre-ltadd 11279  ax-pre-mulgt0 11280

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3847  df-ss 3896  df-pss 4014  df-dif 4047  df-in 4091  df-un 4151  df-nul 4279  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8180  df-frecs 8302  df-wrecs 8333  df-recs 8382  df-rdg 8421  df-1o 8479  df-er 8720  df-map 8852  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-fin 8980  df-fsupp 9357  df-pnf 11348  df-mnf 11349  df-xr 11350  df-ltxr 11351  df-le 11352  df-sub 11546  df-neg 11547  df-nn 12339  df-2 12408  df-3 12409  df-4 12410  df-5 12411  df-6 12412  df-7 12413  df-8 12414  df-9 12415  df-n0 12610  df-z 12697  df-uz 12969  df-fz 13643  df-struct 17330  df-sets 17347  df-slot 17365  df-ndx 17377  df-base 17393  df-ress 17414  df-plusg 17446  df-mulr 17447  df-sca 17449  df-vsca 17450  df-tset 17452  df-0g 17617  df-mgm 18821  df-sgrp 18913  df-mnd 18929  df-mhm 18983  df-psr 22222  df-mpl 22224

This theorem is used by:  mhmcoaddmpl  22437  rhmcomulmpl  22438  selvcllem4  22452  selvvvval  22456  selvadd  22457  selvmul  22458  rhmmpl  22703  mhmcoply1  22705