MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mhpsubg Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mhpsubg 22175
Description: Homogeneous polynomials form a subgroup of the polynomials. (Contributed by SN, 25-Sep-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
mhpsubg.h 𝐻 = (𝐼 mHomP 𝑅)
mhpsubg.p 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
mhpsubg.i (𝜑𝐼𝑉)
mhpsubg.r (𝜑𝑅 ∈ Grp)
mhpsubg.n (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
Assertion
Ref Expression
mhpsubg (𝜑 → (𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃))

Proof of Theorem mhpsubg
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mhpsubg.h . . . . 5 𝐻 = (𝐼 mHomP 𝑅)
2 mhpsubg.p . . . . 5 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
3 eqid 2735 . . . . 5 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
4 simpr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (𝐻𝑁))
51, 2, 3, 4mhpmpl 22166 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑃))
65ex 412 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐻𝑁) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑃)))
76ssrdv 4001 . 2 (𝜑 → (𝐻𝑁) ⊆ (Base‘𝑃))
8 eqid 2735 . . . 4 (0g𝑅) = (0g𝑅)
9 eqid 2735 . . . 4 { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} = { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin}
10 mhpsubg.i . . . 4 (𝜑𝐼𝑉)
11 mhpsubg.r . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
12 mhpsubg.n . . . 4 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
131, 8, 9, 10, 11, 12mhp0cl 22168 . . 3 (𝜑 → ({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(0g𝑅)}) ∈ (𝐻𝑁))
1413ne0d 4348 . 2 (𝜑 → (𝐻𝑁) ≠ ∅)
15 eqid 2735 . . . . . 6 (+g𝑃) = (+g𝑃)
1611adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑅 ∈ Grp)
1716adantr 480 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑅 ∈ Grp)
18 simplr 769 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (𝐻𝑁))
19 simpr 484 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑦 ∈ (𝐻𝑁))
201, 2, 15, 17, 18, 19mhpaddcl 22173 . . . . 5 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → (𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁))
2120ralrimiva 3144 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → ∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁))
22 eqid 2735 . . . . 5 (invg𝑃) = (invg𝑃)
231, 2, 22, 16, 4mhpinvcl 22174 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁))
2421, 23jca 511 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → (∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))
2524ralrimiva 3144 . 2 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝐻𝑁)(∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))
262mplgrp 22055 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑅 ∈ Grp) → 𝑃 ∈ Grp)
2710, 11, 26syl2anc 584 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ Grp)
283, 15, 22issubg2 19172 . . 3 (𝑃 ∈ Grp → ((𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃) ↔ ((𝐻𝑁) ⊆ (Base‘𝑃) ∧ (𝐻𝑁) ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐻𝑁)(∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))))
2927, 28syl 17 . 2 (𝜑 → ((𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃) ↔ ((𝐻𝑁) ⊆ (Base‘𝑃) ∧ (𝐻𝑁) ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐻𝑁)(∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))))
307, 14, 25, 29mpbir3and 1341 1 (𝜑 → (𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1537  wcel 2106  wne 2938  wral 3059  {crab 3433  wss 3963  c0 4339  {csn 4631   × cxp 5687  ccnv 5688  cima 5692  cfv 6563  (class class class)co 7431  m cmap 8865  Fincfn 8984  cn 12264  0cn0 12524  Basecbs 17245  +gcplusg 17298  0gc0g 17486  Grpcgrp 18964  invgcminusg 18965  SubGrpcsubg 19151   mPoly cmpl 21944   mHomP cmhp 22151
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1792  ax-4 1806  ax-5 1908  ax-6 1965  ax-7 2005  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2139  ax-11 2155  ax-12 2175  ax-ext 2706  ax-rep 5285  ax-sep 5302  ax-nul 5312  ax-pow 5371  ax-pr 5438  ax-un 7754  ax-cnex 11209  ax-resscn 11210  ax-1cn 11211  ax-icn 11212  ax-addcl 11213  ax-addrcl 11214  ax-mulcl 11215  ax-mulrcl 11216  ax-mulcom 11217  ax-addass 11218  ax-mulass 11219  ax-distr 11220  ax-i2m1 11221  ax-1ne0 11222  ax-1rid 11223  ax-rnegex 11224  ax-rrecex 11225  ax-cnre 11226  ax-pre-lttri 11227  ax-pre-lttrn 11228  ax-pre-ltadd 11229  ax-pre-mulgt0 11230
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1777  df-nf 1781  df-sb 2063  df-mo 2538  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2727  df-clel 2814  df-nfc 2890  df-ne 2939  df-nel 3045  df-ral 3060  df-rex 3069  df-rmo 3378  df-reu 3379  df-rab 3434  df-v 3480  df-sbc 3792  df-csb 3909  df-dif 3966  df-un 3968  df-in 3970  df-ss 3980  df-pss 3983  df-nul 4340  df-if 4532  df-pw 4607  df-sn 4632  df-pr 4634  df-tp 4636  df-op 4638  df-uni 4913  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5583  df-eprel 5589  df-po 5597  df-so 5598  df-fr 5641  df-we 5643  df-xp 5695  df-rel 5696  df-cnv 5697  df-co 5698  df-dm 5699  df-rn 5700  df-res 5701  df-ima 5702  df-pred 6323  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6516  df-fun 6565  df-fn 6566  df-f 6567  df-f1 6568  df-fo 6569  df-f1o 6570  df-fv 6571  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-of 7697  df-om 7888  df-1st 8013  df-2nd 8014  df-supp 8185  df-frecs 8305  df-wrecs 8336  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8505  df-er 8744  df-map 8867  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9400  df-sup 9480  df-pnf 11295  df-mnf 11296  df-xr 11297  df-ltxr 11298  df-le 11299  df-sub 11492  df-neg 11493  df-nn 12265  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12525  df-z 12612  df-dec 12732  df-uz 12877  df-fz 13545  df-struct 17181  df-sets 17198  df-slot 17216  df-ndx 17228  df-base 17246  df-ress 17275  df-plusg 17311  df-mulr 17312  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-ip 17316  df-tset 17317  df-ple 17318  df-ds 17320  df-hom 17322  df-cco 17323  df-0g 17488  df-prds 17494  df-pws 17496  df-mgm 18666  df-sgrp 18745  df-mnd 18761  df-grp 18967  df-minusg 18968  df-subg 19154  df-psr 21947  df-mpl 21949  df-mhp 22158
This theorem is referenced by:  mhplss  22177
  Copyright terms: Public domain W3C validator