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

Theorem mhpsubg 22119
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 2736 . . . . 5 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
4 simpr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (𝐻𝑁))
51, 2, 3, 4mhpmpl 22110 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑃))
65ex 412 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐻𝑁) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑃)))
76ssrdv 3927 . 2 (𝜑 → (𝐻𝑁) ⊆ (Base‘𝑃))
8 eqid 2736 . . . 4 (0g𝑅) = (0g𝑅)
9 eqid 2736 . . . 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 22112 . . 3 (𝜑 → ({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(0g𝑅)}) ∈ (𝐻𝑁))
1413ne0d 4282 . 2 (𝜑 → (𝐻𝑁) ≠ ∅)
15 eqid 2736 . . . . . 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 22117 . . . . 5 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → (𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁))
2120ralrimiva 3129 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → ∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁))
22 eqid 2736 . . . . 5 (invg𝑃) = (invg𝑃)
231, 2, 22, 16, 4mhpinvcl 22118 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁))
2421, 23jca 511 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → (∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))
2524ralrimiva 3129 . 2 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝐻𝑁)(∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))
262mplgrp 21995 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑅 ∈ Grp) → 𝑃 ∈ Grp)
2710, 11, 26syl2anc 585 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ Grp)
283, 15, 22issubg2 19117 . . 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 1344 1 (𝜑 → (𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wne 2932  wral 3051  {crab 3389  wss 3889  c0 4273  {csn 4567   × cxp 5629  ccnv 5630  cima 5634  cfv 6498  (class class class)co 7367  m cmap 8773  Fincfn 8893  cn 12174  0cn0 12437  Basecbs 17179  +gcplusg 17220  0gc0g 17402  Grpcgrp 18909  invgcminusg 18910  SubGrpcsubg 19096   mPoly cmpl 21886   mHomP cmhp 22095
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-of 7631  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-supp 8111  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-er 8643  df-map 8775  df-ixp 8846  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-fsupp 9275  df-sup 9355  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-fz 13462  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ds 17242  df-hom 17244  df-cco 17245  df-0g 17404  df-prds 17410  df-pws 17412  df-mgm 18608  df-sgrp 18687  df-mnd 18703  df-grp 18912  df-minusg 18913  df-subg 19099  df-psr 21889  df-mpl 21891  df-mhp 22102
This theorem is referenced by:  mhplss  22121
  Copyright terms: Public domain W3C validator