MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mhppwdeg Structured version   Visualization version   GIF version
Theorem mhppwdeg 21693
Description: Degree of a homogeneous polynomial raised to a power. General version of deg1pw 25638. (Contributed by SN, 26-Jul-2024.)
Hypotheses
Ref Expression
mhppwdeg.h 𝐻 = (𝐼 mHomP 𝑅)
mhppwdeg.p 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
mhppwdeg.t 𝑇 = (mulGrpβ€˜π‘ƒ)
mhppwdeg.e ↑ = (.gβ€˜π‘‡)
mhppwdeg.i (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ 𝑉)
mhppwdeg.r (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ Ring)
mhppwdeg.m (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„•0)
mhppwdeg.n (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„•0)
mhppwdeg.x (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ (π»β€˜π‘€))
Assertion
Ref Expression
mhppwdeg (πœ‘ β†’ (𝑁 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑁)))
Proof of Theorem mhppwdeg
Dummy variables π‘₯ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mhppwdeg.n . 2 (πœ‘ β†’ 𝑁 ∈ β„•0)
2 oveq1 7416 . . . 4 (π‘₯ = 0 β†’ (π‘₯ ↑ 𝑋) = (0 ↑ 𝑋))
3 oveq2 7417 . . . . 5 (π‘₯ = 0 β†’ (𝑀 Β· π‘₯) = (𝑀 Β· 0))
43fveq2d 6896 . . . 4 (π‘₯ = 0 β†’ (π»β€˜(𝑀 Β· π‘₯)) = (π»β€˜(𝑀 Β· 0)))
52, 4eleq12d 2828 . . 3 (π‘₯ = 0 β†’ ((π‘₯ ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· π‘₯)) ↔ (0 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 0))))
6 oveq1 7416 . . . 4 (π‘₯ = 𝑦 β†’ (π‘₯ ↑ 𝑋) = (𝑦 ↑ 𝑋))
7 oveq2 7417 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑦 β†’ (𝑀 Β· π‘₯) = (𝑀 Β· 𝑦))
87fveq2d 6896 . . . 4 (π‘₯ = 𝑦 β†’ (π»β€˜(𝑀 Β· π‘₯)) = (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦)))
96, 8eleq12d 2828 . . 3 (π‘₯ = 𝑦 β†’ ((π‘₯ ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· π‘₯)) ↔ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))))
10 oveq1 7416 . . . 4 (π‘₯ = (𝑦 + 1) β†’ (π‘₯ ↑ 𝑋) = ((𝑦 + 1) ↑ 𝑋))
11 oveq2 7417 . . . . 5 (π‘₯ = (𝑦 + 1) β†’ (𝑀 Β· π‘₯) = (𝑀 Β· (𝑦 + 1)))
1211fveq2d 6896 . . . 4 (π‘₯ = (𝑦 + 1) β†’ (π»β€˜(𝑀 Β· π‘₯)) = (π»β€˜(𝑀 Β· (𝑦 + 1))))
1310, 12eleq12d 2828 . . 3 (π‘₯ = (𝑦 + 1) β†’ ((π‘₯ ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· π‘₯)) ↔ ((𝑦 + 1) ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· (𝑦 + 1)))))
14 oveq1 7416 . . . 4 (π‘₯ = 𝑁 β†’ (π‘₯ ↑ 𝑋) = (𝑁 ↑ 𝑋))
15 oveq2 7417 . . . . 5 (π‘₯ = 𝑁 β†’ (𝑀 Β· π‘₯) = (𝑀 Β· 𝑁))
1615fveq2d 6896 . . . 4 (π‘₯ = 𝑁 β†’ (π»β€˜(𝑀 Β· π‘₯)) = (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑁)))
1714, 16eleq12d 2828 . . 3 (π‘₯ = 𝑁 β†’ ((π‘₯ ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· π‘₯)) ↔ (𝑁 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑁))))
18 mhppwdeg.p . . . . . . . . 9 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
19 mhppwdeg.i . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝐼 ∈ 𝑉)
20 mhppwdeg.r . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ 𝑅 ∈ Ring)
2118, 19, 20mplsca 21572 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑅 = (Scalarβ€˜π‘ƒ))
2221fveq2d 6896 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ (1rβ€˜π‘…) = (1rβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ)))
2322fveq2d 6896 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(1rβ€˜π‘…)) = ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(1rβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))))
24 eqid 2733 . . . . . . 7 (algScβ€˜π‘ƒ) = (algScβ€˜π‘ƒ)
25 eqid 2733 . . . . . . 7 (Scalarβ€˜π‘ƒ) = (Scalarβ€˜π‘ƒ)
2618mpllmod 21577 . . . . . . . 8 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝑃 ∈ LMod)
2719, 20, 26syl2anc 585 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑃 ∈ LMod)
2818mplring 21578 . . . . . . . 8 ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅 ∈ Ring) β†’ 𝑃 ∈ Ring)
2919, 20, 28syl2anc 585 . . . . . . 7 (πœ‘ β†’ 𝑃 ∈ Ring)
3024, 25, 27, 29ascl1 21439 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(1rβ€˜(Scalarβ€˜π‘ƒ))) = (1rβ€˜π‘ƒ))
3123, 30eqtrd 2773 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(1rβ€˜π‘…)) = (1rβ€˜π‘ƒ))
32 mhppwdeg.h . . . . . 6 𝐻 = (𝐼 mHomP 𝑅)
33 eqid 2733 . . . . . 6 (Baseβ€˜π‘…) = (Baseβ€˜π‘…)
34 eqid 2733 . . . . . . . 8 (1rβ€˜π‘…) = (1rβ€˜π‘…)
3533, 34ringidcl 20083 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ Ring β†’ (1rβ€˜π‘…) ∈ (Baseβ€˜π‘…))
3620, 35syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ (1rβ€˜π‘…) ∈ (Baseβ€˜π‘…))
3732, 18, 24, 33, 19, 20, 36mhpsclcl 21690 . . . . 5 (πœ‘ β†’ ((algScβ€˜π‘ƒ)β€˜(1rβ€˜π‘…)) ∈ (π»β€˜0))
3831, 37eqeltrrd 2835 . . . 4 (πœ‘ β†’ (1rβ€˜π‘ƒ) ∈ (π»β€˜0))
39 eqid 2733 . . . . . 6 (Baseβ€˜π‘ƒ) = (Baseβ€˜π‘ƒ)
40 mhppwdeg.m . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„•0)
41 mhppwdeg.x . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ (π»β€˜π‘€))
4232, 18, 39, 19, 20, 40, 41mhpmpl 21687 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
43 mhppwdeg.t . . . . . . 7 𝑇 = (mulGrpβ€˜π‘ƒ)
4443, 39mgpbas 19993 . . . . . 6 (Baseβ€˜π‘ƒ) = (Baseβ€˜π‘‡)
45 eqid 2733 . . . . . . 7 (1rβ€˜π‘ƒ) = (1rβ€˜π‘ƒ)
4643, 45ringidval 20006 . . . . . 6 (1rβ€˜π‘ƒ) = (0gβ€˜π‘‡)
47 mhppwdeg.e . . . . . 6 ↑ = (.gβ€˜π‘‡)
4844, 46, 47mulg0 18957 . . . . 5 (𝑋 ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ) β†’ (0 ↑ 𝑋) = (1rβ€˜π‘ƒ))
4942, 48syl 17 . . . 4 (πœ‘ β†’ (0 ↑ 𝑋) = (1rβ€˜π‘ƒ))
5040nn0cnd 12534 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑀 ∈ β„‚)
5150mul01d 11413 . . . . 5 (πœ‘ β†’ (𝑀 Β· 0) = 0)
5251fveq2d 6896 . . . 4 (πœ‘ β†’ (π»β€˜(𝑀 Β· 0)) = (π»β€˜0))
5338, 49, 523eltr4d 2849 . . 3 (πœ‘ β†’ (0 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 0)))
54 eqid 2733 . . . . 5 (.rβ€˜π‘ƒ) = (.rβ€˜π‘ƒ)
5519ad2antrr 725 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝐼 ∈ 𝑉)
5620ad2antrr 725 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝑅 ∈ Ring)
5740ad2antrr 725 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝑀 ∈ β„•0)
58 simplr 768 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝑦 ∈ β„•0)
5957, 58nn0mulcld 12537 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ (𝑀 Β· 𝑦) ∈ β„•0)
60 simpr 486 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦)))
6141ad2antrr 725 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝑋 ∈ (π»β€˜π‘€))
6232, 18, 54, 55, 56, 59, 57, 60, 61mhpmulcl 21692 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ ((𝑦 ↑ 𝑋)(.rβ€˜π‘ƒ)𝑋) ∈ (π»β€˜((𝑀 Β· 𝑦) + 𝑀)))
6343ringmgp 20062 . . . . . . 7 (𝑃 ∈ Ring β†’ 𝑇 ∈ Mnd)
6429, 63syl 17 . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝑇 ∈ Mnd)
6564ad2antrr 725 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝑇 ∈ Mnd)
6642ad2antrr 725 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝑋 ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ))
6743, 54mgpplusg 19991 . . . . . 6 (.rβ€˜π‘ƒ) = (+gβ€˜π‘‡)
6844, 47, 67mulgnn0p1 18965 . . . . 5 ((𝑇 ∈ Mnd ∧ 𝑦 ∈ β„•0 ∧ 𝑋 ∈ (Baseβ€˜π‘ƒ)) β†’ ((𝑦 + 1) ↑ 𝑋) = ((𝑦 ↑ 𝑋)(.rβ€˜π‘ƒ)𝑋))
6965, 58, 66, 68syl3anc 1372 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ ((𝑦 + 1) ↑ 𝑋) = ((𝑦 ↑ 𝑋)(.rβ€˜π‘ƒ)𝑋))
7050ad2antrr 725 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝑀 ∈ β„‚)
7158nn0cnd 12534 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 𝑦 ∈ β„‚)
72 1cnd 11209 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ 1 ∈ β„‚)
7370, 71, 72adddid 11238 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ (𝑀 Β· (𝑦 + 1)) = ((𝑀 Β· 𝑦) + (𝑀 Β· 1)))
7470mulridd 11231 . . . . . . 7 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ (𝑀 Β· 1) = 𝑀)
7574oveq2d 7425 . . . . . 6 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ ((𝑀 Β· 𝑦) + (𝑀 Β· 1)) = ((𝑀 Β· 𝑦) + 𝑀))
7673, 75eqtrd 2773 . . . . 5 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ (𝑀 Β· (𝑦 + 1)) = ((𝑀 Β· 𝑦) + 𝑀))
7776fveq2d 6896 . . . 4 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ (π»β€˜(𝑀 Β· (𝑦 + 1))) = (π»β€˜((𝑀 Β· 𝑦) + 𝑀)))
7862, 69, 773eltr4d 2849 . . 3 (((πœ‘ ∧ 𝑦 ∈ β„•0) ∧ (𝑦 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑦))) β†’ ((𝑦 + 1) ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· (𝑦 + 1))))
795, 9, 13, 17, 53, 78nn0indd 12659 . 2 ((πœ‘ ∧ 𝑁 ∈ β„•0) β†’ (𝑁 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑁)))
801, 79mpdan 686 1 (πœ‘ β†’ (𝑁 ↑ 𝑋) ∈ (π»β€˜(𝑀 Β· 𝑁)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ∧ wa 397   = wceq 1542   ∈ wcel 2107  β€˜cfv 6544  (class class class)co 7409  β„‚cc 11108  0cc0 11110  1c1 11111   + caddc 11113   Β· cmul 11115  β„•0cn0 12472  Basecbs 17144  .rcmulr 17198  Scalarcsca 17200  Mndcmnd 18625  .gcmg 18950  mulGrpcmgp 19987  1rcur 20004  Ringcrg 20056  LModclmod 20471  algSccascl 21407   mPoly cmpl 21459   mHomP cmhp 21672
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2155  ax-12 2172  ax-ext 2704  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7725  ax-cnex 11166  ax-resscn 11167  ax-1cn 11168  ax-icn 11169  ax-addcl 11170  ax-addrcl 11171  ax-mulcl 11172  ax-mulrcl 11173  ax-mulcom 11174  ax-addass 11175  ax-mulass 11176  ax-distr 11177  ax-i2m1 11178  ax-1ne0 11179  ax-1rid 11180  ax-rnegex 11181  ax-rrecex 11182  ax-cnre 11183  ax-pre-lttri 11184  ax-pre-lttrn 11185  ax-pre-ltadd 11186  ax-pre-mulgt0 11187  ax-addf 11189  ax-mulf 11190
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 398  df-or 847  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2069  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2711  df-cleq 2725  df-clel 2811  df-nfc 2886  df-ne 2942  df-nel 3048  df-ral 3063  df-rex 3072  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3434  df-v 3477  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4910  df-int 4952  df-iun 5000  df-iin 5001  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-se 5633  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-isom 6553  df-riota 7365  df-ov 7412  df-oprab 7413  df-mpo 7414  df-of 7670  df-ofr 7671  df-om 7856  df-1st 7975  df-2nd 7976  df-supp 8147  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8371  df-rdg 8410  df-1o 8466  df-er 8703  df-map 8822  df-pm 8823  df-ixp 8892  df-en 8940  df-dom 8941  df-sdom 8942  df-fin 8943  df-fsupp 9362  df-sup 9437  df-oi 9505  df-card 9934  df-pnf 11250  df-mnf 11251  df-xr 11252  df-ltxr 11253  df-le 11254  df-sub 11446  df-neg 11447  df-nn 12213  df-2 12275  df-3 12276  df-4 12277  df-5 12278  df-6 12279  df-7 12280  df-8 12281  df-9 12282  df-n0 12473  df-z 12559  df-dec 12678  df-uz 12823  df-fz 13485  df-fzo 13628  df-seq 13967  df-hash 14291  df-struct 17080  df-sets 17097  df-slot 17115  df-ndx 17127  df-base 17145  df-ress 17174  df-plusg 17210  df-mulr 17211  df-starv 17212  df-sca 17213  df-vsca 17214  df-ip 17215  df-tset 17216  df-ple 17217  df-ds 17219  df-unif 17220  df-hom 17221  df-cco 17222  df-0g 17387  df-gsum 17388  df-prds 17393  df-pws 17395  df-mre 17530  df-mrc 17531  df-acs 17533  df-mgm 18561  df-sgrp 18610  df-mnd 18626  df-mhm 18671  df-submnd 18672  df-grp 18822  df-minusg 18823  df-sbg 18824  df-mulg 18951  df-subg 19003  df-ghm 19090  df-cntz 19181  df-cmn 19650  df-abl 19651  df-mgp 19988  df-ur 20005  df-ring 20058  df-cring 20059  df-subrg 20317  df-lmod 20473  df-lss 20543  df-cnfld 20945  df-ascl 21410  df-psr 21462  df-mpl 21464  df-mhp 21676
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator