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

Theorem mhpsubg 21915
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 2732 . . . . 5 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
4 mhpsubg.i . . . . . 6 (𝜑𝐼𝑉)
54adantr 481 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝐼𝑉)
6 mhpsubg.r . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ Grp)
76adantr 481 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑅 ∈ Grp)
8 mhpsubg.n . . . . . 6 (𝜑𝑁 ∈ ℕ0)
98adantr 481 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
10 simpr 485 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (𝐻𝑁))
111, 2, 3, 5, 7, 9, 10mhpmpl 21906 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑃))
1211ex 413 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐻𝑁) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑃)))
1312ssrdv 3988 . 2 (𝜑 → (𝐻𝑁) ⊆ (Base‘𝑃))
14 eqid 2732 . . . 4 (0g𝑅) = (0g𝑅)
15 eqid 2732 . . . 4 { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} = { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin}
161, 14, 15, 4, 6, 8mhp0cl 21908 . . 3 (𝜑 → ({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(0g𝑅)}) ∈ (𝐻𝑁))
1716ne0d 4335 . 2 (𝜑 → (𝐻𝑁) ≠ ∅)
18 eqid 2732 . . . . . 6 (+g𝑃) = (+g𝑃)
195adantr 481 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝐼𝑉)
207adantr 481 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑅 ∈ Grp)
219adantr 481 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑁 ∈ ℕ0)
22 simplr 767 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (𝐻𝑁))
23 simpr 485 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑦 ∈ (𝐻𝑁))
241, 2, 18, 19, 20, 21, 22, 23mhpaddcl 21913 . . . . 5 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → (𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁))
2524ralrimiva 3146 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → ∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁))
26 eqid 2732 . . . . 5 (invg𝑃) = (invg𝑃)
271, 2, 26, 5, 7, 9, 10mhpinvcl 21914 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁))
2825, 27jca 512 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → (∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))
2928ralrimiva 3146 . 2 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝐻𝑁)(∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))
302mplgrp 21795 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑅 ∈ Grp) → 𝑃 ∈ Grp)
314, 6, 30syl2anc 584 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ Grp)
323, 18, 26issubg2 19057 . . 3 (𝑃 ∈ Grp → ((𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃) ↔ ((𝐻𝑁) ⊆ (Base‘𝑃) ∧ (𝐻𝑁) ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐻𝑁)(∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))))
3331, 32syl 17 . 2 (𝜑 → ((𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃) ↔ ((𝐻𝑁) ⊆ (Base‘𝑃) ∧ (𝐻𝑁) ≠ ∅ ∧ ∀𝑥 ∈ (𝐻𝑁)(∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))))
3413, 17, 29, 33mpbir3and 1342 1 (𝜑 → (𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 396  w3a 1087   = wceq 1541  wcel 2106  wne 2940  wral 3061  {crab 3432  wss 3948  c0 4322  {csn 4628   × cxp 5674  ccnv 5675  cima 5679  cfv 6543  (class class class)co 7411  m cmap 8822  Fincfn 8941  cn 12216  0cn0 12476  Basecbs 17148  +gcplusg 17201  0gc0g 17389  Grpcgrp 18855  invgcminusg 18856  SubGrpcsubg 19036   mPoly cmpl 21678   mHomP cmhp 21891
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 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5363  ax-pr 5427  ax-un 7727  ax-cnex 11168  ax-resscn 11169  ax-1cn 11170  ax-icn 11171  ax-addcl 11172  ax-addrcl 11173  ax-mulcl 11174  ax-mulrcl 11175  ax-mulcom 11176  ax-addass 11177  ax-mulass 11178  ax-distr 11179  ax-i2m1 11180  ax-1ne0 11181  ax-1rid 11182  ax-rnegex 11183  ax-rrecex 11184  ax-cnre 11185  ax-pre-lttri 11186  ax-pre-lttrn 11187  ax-pre-ltadd 11188  ax-pre-mulgt0 11189
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3778  df-csb 3894  df-dif 3951  df-un 3953  df-in 3955  df-ss 3965  df-pss 3967  df-nul 4323  df-if 4529  df-pw 4604  df-sn 4629  df-pr 4631  df-tp 4633  df-op 4635  df-uni 4909  df-iun 4999  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5574  df-eprel 5580  df-po 5588  df-so 5589  df-fr 5631  df-we 5633  df-xp 5682  df-rel 5683  df-cnv 5684  df-co 5685  df-dm 5686  df-rn 5687  df-res 5688  df-ima 5689  df-pred 6300  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6495  df-fun 6545  df-fn 6546  df-f 6547  df-f1 6548  df-fo 6549  df-f1o 6550  df-fv 6551  df-riota 7367  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7672  df-om 7858  df-1st 7977  df-2nd 7978  df-supp 8149  df-frecs 8268  df-wrecs 8299  df-recs 8373  df-rdg 8412  df-1o 8468  df-er 8705  df-map 8824  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9364  df-sup 9439  df-pnf 11254  df-mnf 11255  df-xr 11256  df-ltxr 11257  df-le 11258  df-sub 11450  df-neg 11451  df-nn 12217  df-2 12279  df-3 12280  df-4 12281  df-5 12282  df-6 12283  df-7 12284  df-8 12285  df-9 12286  df-n0 12477  df-z 12563  df-dec 12682  df-uz 12827  df-fz 13489  df-struct 17084  df-sets 17101  df-slot 17119  df-ndx 17131  df-base 17149  df-ress 17178  df-plusg 17214  df-mulr 17215  df-sca 17217  df-vsca 17218  df-ip 17219  df-tset 17220  df-ple 17221  df-ds 17223  df-hom 17225  df-cco 17226  df-0g 17391  df-prds 17397  df-pws 17399  df-mgm 18565  df-sgrp 18644  df-mnd 18660  df-grp 18858  df-minusg 18859  df-subg 19039  df-psr 21681  df-mpl 21683  df-mhp 21895
This theorem is referenced by:  mhplss  21917
  Copyright terms: Public domain W3C validator