Theorem mhmcompl 22410

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 6892	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑆) ∈ V)
2		eqid 2761	. . . . 5 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
3		ovexd 7447	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (ℕ0 ↑m 𝐼) ∈ V)
4	2, 3	rabexd 5301	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V)
5		mhmcompl.h	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
6		eqid 2761	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
7		eqid 2761	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
8	6, 7	mhmf 18964	. . . . . 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 22285	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹:{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝑅))
14	9, 13	fcod 6727	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹):{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝑆))
15	1, 4, 14	elmapdd 8845	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ ((Base‘𝑆) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
16		eqid 2761	. . . 4 ⊢ (𝐼 mPwSer 𝑆) = (𝐼 mPwSer 𝑆)
17		eqid 2761	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)) = (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆))
18	10, 11	mplrcl 22281	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ 𝐵 → 𝐼 ∈ V)
19	12, 18	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ V)
20	16, 7, 2, 17, 19	psrbas 22222	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)) = ((Base‘𝑆) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
21	15, 20	eleqtrrd 2864	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)))
22		fvexd 6892	. . 3 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑆) ∈ V)
23		mhmrcl1 18962	. . . . 5 ⊢ (𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Mnd)
24	5, 23	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Mnd)
25		eqid 2761	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
26	6, 25	mndidcl 18919	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ Mnd → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
27	24, 26	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
28		ssidd 3954	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) ⊆ (Base‘𝑅))
29		fvexd 6892	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) ∈ V)
30	10, 11, 25, 12	mplelsfi 22282	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 finSupp (0g‘𝑅))
31		eqid 2761	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
32	25, 31	mhm0 18969	. . . 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 9380	. 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 22278	. 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 1570   ∈ wcel 2145  {crab 3413  Vcvv 3451   class class class wbr 5103  ^◡ccnv 5650   “ cima 5654   ∘ ccom 5655  ⟶wf 6527  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412   ↑_m cmap 8831  Fincfn 8957   finSupp cfsupp 9337  ℕcn 12316  ℕ₀cn0 12587  Basecbs 17367  0_gc0g 17590  Mndcmnd 18903   MndHom cmhm 18956   mPwSer cmps 22192   mPoly cmpl 22194

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 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258

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 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-er 8701  df-map 8833  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-z 12675  df-uz 12947  df-fz 13621  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-tset 17427  df-0g 17592  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-mhm 18958  df-psr 22197  df-mpl 22199

This theorem is used by:  mhmcoaddmpl  22412  rhmcomulmpl  22413  selvcllem4  22427  selvvvval  22431  selvadd  22432  selvmul  22433  rhmmpl  22678  mhmcoply1  22680