Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  mhphflem Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mhphflem 43890
Description: Lemma for mhphf 43891. Add several multiples of 𝐿 together, in a case where the total amount of multiplies is 𝑁. (Contributed by SN, 30-Jul-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
mhphflem.d 𝐷 = {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}
mhphflem.h 𝐻 = {𝑔 ∈ 𝐷 ∣ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑔) = 𝑁}
mhphflem.k 𝐵 = (Base‘𝐺)
mhphflem.e · = (.g‘𝐺)
mhphflem.i (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
mhphflem.g (𝜑 → 𝐺 ∈ Mnd)
mhphflem.l (𝜑 → 𝐿 ∈ 𝐵)
mhphflem.n (𝜑 → 𝑁 ∈ ℕ0)
Assertion
Ref Expression
mhphflem ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (𝐺 Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑎‘𝑣) · 𝐿))) = (𝑁 · 𝐿))
Distinct variable groups:   𝑣, ·   𝐷,𝑔   𝑣,𝐻   ℎ,𝐼   𝑣,𝐼   𝑣,𝐿   𝑔,𝑁   𝑔,𝑎   ℎ,𝑎   𝑣,𝑎   𝜑,𝑣
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑔, ℎ, 𝑎)   𝐵(𝑣, 𝑔, ℎ, 𝑎)   𝐷(𝑣, ℎ, 𝑎)   · (𝑔, ℎ, 𝑎)   𝐺(𝑣, 𝑔, ℎ, 𝑎)   𝐻(𝑔, ℎ, 𝑎)   𝐼(𝑔, 𝑎)   𝐿(𝑔, ℎ, 𝑎)   𝑁(𝑣, ℎ, 𝑎)   𝑉(𝑣, 𝑔, ℎ, 𝑎)

Proof of Theorem mhphflem
Dummy variables 𝑛 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 nn0subm 21782 . . . 4 ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld)
2 eqid 2763 . . . . 5 (ℂfld ↾s ℕ0) = (ℂfld ↾s ℕ0)
32submbas 19060 . . . 4 (ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld) → ℕ0 = (Base‘(ℂfld ↾s ℕ0)))
41, 3ax-mp 5 . . 3 ℕ0 = (Base‘(ℂfld ↾s ℕ0))
5 cnfld0 21754 . . . . 5 0 = (0g‘ℂfld)
62, 5subm0 19061 . . . 4 (ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld) → 0 = (0g‘(ℂfld ↾s ℕ0)))
71, 6ax-mp 5 . . 3 0 = (0g‘(ℂfld ↾s ℕ0))
8 cnring 21752 . . . . . 6 ℂfld ∈ Ring
9 ringcmn 20562 . . . . . 6 (ℂfld ∈ Ring → ℂfld ∈ CMnd)
108, 9ax-mp 5 . . . . 5 ℂfld ∈ CMnd
112submcmn 20103 . . . . 5 ((ℂfld ∈ CMnd ∧ ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld)) → (ℂfld ↾s ℕ0) ∈ CMnd)
1210, 1, 11mp2an 705 . . . 4 (ℂfld ↾s ℕ0) ∈ CMnd
1312a1i 11 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (ℂfld ↾s ℕ0) ∈ CMnd)
14 mhphflem.g . . . 4 (𝜑 → 𝐺 ∈ Mnd)
1514adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → 𝐺 ∈ Mnd)
16 mhphflem.i . . . 4 (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
1716adantr 486 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → 𝐼 ∈ 𝑉)
18 mhphflem.k . . . 4 𝐵 = (Base‘𝐺)
19 cnfldadd 21735 . . . . . 6 + = (+g‘ℂfld)
202, 19ressplusg 17508 . . . . 5 (ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld) → + = (+g‘(ℂfld ↾s ℕ0)))
211, 20ax-mp 5 . . . 4 + = (+g‘(ℂfld ↾s ℕ0))
22 eqid 2763 . . . 4 (+g‘𝐺) = (+g‘𝐺)
23 eqid 2763 . . . 4 (0g‘𝐺) = (0g‘𝐺)
242submmnd 19059 . . . . 5 (ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld) → (ℂfld ↾s ℕ0) ∈ Mnd)
251, 24mp1i 14 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (ℂfld ↾s ℕ0) ∈ Mnd)
26 mhphflem.e . . . . . 6 · = (.g‘𝐺)
2714ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐺 ∈ Mnd)
28 simpr 490 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝑛 ∈ ℕ0)
29 mhphflem.l . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐿 ∈ 𝐵)
3029ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → 𝐿 ∈ 𝐵)
3118, 26, 27, 28, 30mulgnn0cld 19355 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ 𝑛 ∈ ℕ0) → (𝑛 · 𝐿) ∈ 𝐵)
3231fmpttd 7147 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿)):ℕ0⟶𝐵)
3314ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝐺 ∈ Mnd)
34 simprl 783 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝑥 ∈ ℕ0)
35 simprr 785 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝑦 ∈ ℕ0)
3629ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → 𝐿 ∈ 𝐵)
3718, 26, 22mulgnn0dir 19364 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Mnd ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0 ∧ 𝐿 ∈ 𝐵)) → ((𝑥 + 𝑦) · 𝐿) = ((𝑥 · 𝐿)(+g‘𝐺)(𝑦 · 𝐿)))
3833, 34, 35, 36, 37syl13anc 1400 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → ((𝑥 + 𝑦) · 𝐿) = ((𝑥 · 𝐿)(+g‘𝐺)(𝑦 · 𝐿)))
39 eqid 2763 . . . . . 6 (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿)) = (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))
40 oveq1 7458 . . . . . 6 (𝑛 = (𝑥 + 𝑦) → (𝑛 · 𝐿) = ((𝑥 + 𝑦) · 𝐿))
41 nn0addcl 12681 . . . . . . 7 ((𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℕ0)
4241adantl 487 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → (𝑥 + 𝑦) ∈ ℕ0)
43 ovexd 7486 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → ((𝑥 + 𝑦) · 𝐿) ∈ V)
4439, 40, 42, 43fvmptd3 7048 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘(𝑥 + 𝑦)) = ((𝑥 + 𝑦) · 𝐿))
45 oveq1 7458 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑥 → (𝑛 · 𝐿) = (𝑥 · 𝐿))
46 ovexd 7486 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → (𝑥 · 𝐿) ∈ V)
4739, 45, 34, 46fvmptd3 7048 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘𝑥) = (𝑥 · 𝐿))
48 oveq1 7458 . . . . . . 7 (𝑛 = 𝑦 → (𝑛 · 𝐿) = (𝑦 · 𝐿))
49 ovexd 7486 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → (𝑦 · 𝐿) ∈ V)
5039, 48, 35, 49fvmptd3 7048 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘𝑦) = (𝑦 · 𝐿))
5147, 50oveq12d 7469 . . . . 5 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘𝑥)(+g‘𝐺)((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘𝑦)) = ((𝑥 · 𝐿)(+g‘𝐺)(𝑦 · 𝐿)))
5238, 44, 513eqtr4d 2808 . . . 4 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ (𝑥 ∈ ℕ0 ∧ 𝑦 ∈ ℕ0)) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘(𝑥 + 𝑦)) = (((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘𝑥)(+g‘𝐺)((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘𝑦)))
53 oveq1 7458 . . . . . 6 (𝑛 = 0 → (𝑛 · 𝐿) = (0 · 𝐿))
54 0nn0 12661 . . . . . . 7 0 ∈ ℕ0
5554a1i 11 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → 0 ∈ ℕ0)
56 ovexd 7486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (0 · 𝐿) ∈ V)
5739, 53, 55, 56fvmptd3 7048 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘0) = (0 · 𝐿))
5829adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → 𝐿 ∈ 𝐵)
5918, 23, 26mulg0 19334 . . . . . 6 (𝐿 ∈ 𝐵 → (0 · 𝐿) = (0g‘𝐺))
6058, 59syl 18 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (0 · 𝐿) = (0g‘𝐺))
6157, 60eqtrd 2798 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → ((𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿))‘0) = (0g‘𝐺))
624, 18, 21, 22, 7, 23, 25, 15, 32, 52, 61ismhmd 19031 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (𝑛 ∈ ℕ0 ↦ (𝑛 · 𝐿)) ∈ ((ℂfld ↾s ℕ0) MndHom 𝐺))
63 elrabi 3644 . . . . . . 7 (𝑎 ∈ {𝑔 ∈ 𝐷 ∣ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑔) = 𝑁} → 𝑎 ∈ 𝐷)
64 mhphflem.h . . . . . . 7 𝐻 = {𝑔 ∈ 𝐷 ∣ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑔) = 𝑁}
6563, 64eleq2s 2882 . . . . . 6 (𝑎 ∈ 𝐻 → 𝑎 ∈ 𝐷)
6665adantl 487 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → 𝑎 ∈ 𝐷)
67 mhphflem.d . . . . . 6 𝐷 = {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}
6867psrbagf 22281 . . . . 5 (𝑎 ∈ 𝐷 → 𝑎:𝐼⟶ℕ0)
6966, 68syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → 𝑎:𝐼⟶ℕ0)
7069ffvelcdmda 7116 . . 3 (((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) ∧ 𝑣 ∈ 𝐼) → (𝑎‘𝑣) ∈ ℕ0)
7169feqmptd 6984 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → 𝑎 = (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ (𝑎‘𝑣)))
7267psrbagfsupp 22282 . . . . 5 (𝑎 ∈ 𝐷 → 𝑎 finSupp 0)
7366, 72syl 18 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → 𝑎 finSupp 0)
7471, 73eqbrtrrd 5135 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ (𝑎‘𝑣)) finSupp 0)
75 oveq1 7458 . . 3 (𝑛 = (𝑎‘𝑣) → (𝑛 · 𝐿) = ((𝑎‘𝑣) · 𝐿))
76 oveq1 7458 . . 3 (𝑛 = ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ (𝑎‘𝑣))) → (𝑛 · 𝐿) = (((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ (𝑎‘𝑣))) · 𝐿))
774, 7, 13, 15, 17, 62, 70, 74, 75, 76gsummhm2 20204 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (𝐺 Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑎‘𝑣) · 𝐿))) = (((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ (𝑎‘𝑣))) · 𝐿))
7871oveq2d 7467 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑎) = ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ (𝑎‘𝑣))))
79 oveq2 7459 . . . . . . . 8 (𝑔 = 𝑎 → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑔) = ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑎))
8079eqeq1d 2765 . . . . . . 7 (𝑔 = 𝑎 → (((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑔) = 𝑁 ↔ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑎) = 𝑁))
8180, 64elrab2 3652 . . . . . 6 (𝑎 ∈ 𝐻 ↔ (𝑎 ∈ 𝐷 ∧ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑎) = 𝑁))
8281simprbi 503 . . . . 5 (𝑎 ∈ 𝐻 → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑎) = 𝑁)
8382adantl 487 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑎) = 𝑁)
8478, 83eqtr3d 2800 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ (𝑎‘𝑣))) = 𝑁)
8584oveq1d 7466 . 2 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ (𝑎‘𝑣))) · 𝐿) = (𝑁 · 𝐿))
8677, 85eqtrd 2798 1 ((𝜑 ∧ 𝑎 ∈ 𝐻) → (𝐺 Σg (𝑣 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑎‘𝑣) · 𝐿))) = (𝑁 · 𝐿))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  {crab 3416  Vcvv 3454   class class class wbr 5108   ↦ cmpt 5192  ◡ccnv 5657   “ cima 5661  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ↑m cmap 8885  Fincfn 9011   finSupp cfsupp 9391  0cc0 11239   + caddc 11242  ℕcn 12375  ℕ0cn0 12646  Basecbs 17431   ↾s cress 17452  +gcplusg 17472  0gc0g 17660   Σg cgsu 17661  Mndcmnd 18973  SubMndcsubmnd 19027  .gcmg 19327  CMndccmn 20045  Ringcrg 20510  ℂfldccnfld 21729
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316  ax-addf 11318
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-map 8887  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-hash 14516  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-starv 17488  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-unif 17496  df-euf 17499  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-mhm 19028  df-submnd 19029  df-grp 19197  df-minusg 19198  df-mulg 19328  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-abl 20048  df-mgp 20412  df-ur 20459  df-ring 20512  df-cring 20513  df-cnfld 21730
This theorem is used by:  mhphf  43891
  Copyright terms: Public domain W3C validator