Theorem mhmcompl 22253

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 6898	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑆) ∈ V)
2		eqid 2763	. . . . 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 5312	. . . 4 ⊢ (𝜑 → {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V)
5		mhmcompl.h	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
6		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
7		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
8	6, 7	mhmf 18848	. . . . . 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 22128	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹:{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝑅))
14	9, 13	fcod 6733	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹):{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝑆))
15	1, 4, 14	elmapdd 8839	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ ((Base‘𝑆) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
16		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (𝐼 mPwSer 𝑆) = (𝐼 mPwSer 𝑆)
17		eqid 2763	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)) = (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆))
18	10, 11	mplrcl 22124	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ 𝐵 → 𝐼 ∈ V)
19	12, 18	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ V)
20	16, 7, 2, 17, 19	psrbas 22065	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)) = ((Base‘𝑆) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
21	15, 20	eleqtrrd 2866	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)))
22		fvexd 6898	. . 3 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑆) ∈ V)
23		mhmrcl1 18846	. . . . 5 ⊢ (𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Mnd)
24	5, 23	syl 18	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Mnd)
25		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
26	6, 25	mndidcl 18808	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ Mnd → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
27	24, 26	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
28		ssidd 3961	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) ⊆ (Base‘𝑅))
29		fvexd 6898	. . 3 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) ∈ V)
30	10, 11, 25, 12	mplelsfi 22125	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹 finSupp (0g‘𝑅))
31		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
32	25, 31	mhm0 18853	. . . 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 9365	. 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 22121	. 2 ⊢ ((𝐻 ∘ 𝐹) ∈ 𝐶 ↔ ((𝐻 ∘ 𝐹) ∈ (Base‘(𝐼 mPwSer 𝑆)) ∧ (𝐻 ∘ 𝐹) finSupp (0g‘𝑆)))
38	21, 34, 37	sylanbrc 594	1 ⊢ (𝜑 → (𝐻 ∘ 𝐹) ∈ 𝐶)

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  {crab 3416  Vcvv 3455   class class class wbr 5110  ^◡ccnv 5662   “ cima 5666   ∘ ccom 5667  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7412   ↑_m cmap 8825  Fincfn 8944   finSupp cfsupp 9322  ℕcn 12234  ℕ₀cn0 12505  Basecbs 17270  0_gc0g 17493  Mndcmnd 18793   MndHom cmhm 18840   mPwSer cmps 22035   mPoly cmpl 22037

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-tp 4595  df-op 4597  df-uni 4874  df-iun 4959  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  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 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7676  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8158  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-er 8695  df-map 8827  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-fin 8948  df-fsupp 9323  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-4 12306  df-5 12307  df-6 12308  df-7 12309  df-8 12310  df-9 12311  df-n0 12506  df-z 12593  df-uz 12864  df-fz 13537  df-struct 17208  df-sets 17225  df-slot 17243  df-ndx 17255  df-base 17271  df-ress 17292  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-tset 17330  df-0g 17495  df-mgm 18699  df-sgrp 18778  df-mnd 18794  df-mhm 18842  df-psr 22040  df-mpl 22042

This theorem is referenced by:  mhmcoaddmpl  22255  rhmcomulmpl  22256  selvcllem4  22270  selvvvval  22274  selvadd  22275  selvmul  22276  rhmmpl  22521  mhmcoply1  22523