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

Theorem mhpsubg 22068
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 2731 . . . . 5 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
4 simpr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (𝐻𝑁))
51, 2, 3, 4mhpmpl 22059 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑃))
65ex 412 . . 3 (𝜑 → (𝑥 ∈ (𝐻𝑁) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑃)))
76ssrdv 3935 . 2 (𝜑 → (𝐻𝑁) ⊆ (Base‘𝑃))
8 eqid 2731 . . . 4 (0g𝑅) = (0g𝑅)
9 eqid 2731 . . . 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 22061 . . 3 (𝜑 → ({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(0g𝑅)}) ∈ (𝐻𝑁))
1413ne0d 4289 . 2 (𝜑 → (𝐻𝑁) ≠ ∅)
15 eqid 2731 . . . . . 6 (+g𝑃) = (+g𝑃)
1611adantr 480 . . . . . . 7 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑅 ∈ Grp)
1716adantr 480 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑅 ∈ Grp)
18 simplr 768 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑥 ∈ (𝐻𝑁))
19 simpr 484 . . . . . 6 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → 𝑦 ∈ (𝐻𝑁))
201, 2, 15, 17, 18, 19mhpaddcl 22066 . . . . 5 (((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) ∧ 𝑦 ∈ (𝐻𝑁)) → (𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁))
2120ralrimiva 3124 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → ∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁))
22 eqid 2731 . . . . 5 (invg𝑃) = (invg𝑃)
231, 2, 22, 16, 4mhpinvcl 22067 . . . 4 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁))
2421, 23jca 511 . . 3 ((𝜑𝑥 ∈ (𝐻𝑁)) → (∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))
2524ralrimiva 3124 . 2 (𝜑 → ∀𝑥 ∈ (𝐻𝑁)(∀𝑦 ∈ (𝐻𝑁)(𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ (𝐻𝑁) ∧ ((invg𝑃)‘𝑥) ∈ (𝐻𝑁)))
262mplgrp 21954 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑅 ∈ Grp) → 𝑃 ∈ Grp)
2710, 11, 26syl2anc 584 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ Grp)
283, 15, 22issubg2 19054 . . 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 1343 1 (𝜑 → (𝐻𝑁) ∈ (SubGrp‘𝑃))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1541  wcel 2111  wne 2928  wral 3047  {crab 3395  wss 3897  c0 4280  {csn 4573   × cxp 5612  ccnv 5613  cima 5617  cfv 6481  (class class class)co 7346  m cmap 8750  Fincfn 8869  cn 12125  0cn0 12381  Basecbs 17120  +gcplusg 17161  0gc0g 17343  Grpcgrp 18846  invgcminusg 18847  SubGrpcsubg 19033   mPoly cmpl 21843   mHomP cmhp 22044
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-rep 5215  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5301  ax-pr 5368  ax-un 7668  ax-cnex 11062  ax-resscn 11063  ax-1cn 11064  ax-icn 11065  ax-addcl 11066  ax-addrcl 11067  ax-mulcl 11068  ax-mulrcl 11069  ax-mulcom 11070  ax-addass 11071  ax-mulass 11072  ax-distr 11073  ax-i2m1 11074  ax-1ne0 11075  ax-1rid 11076  ax-rnegex 11077  ax-rrecex 11078  ax-cnre 11079  ax-pre-lttri 11080  ax-pre-lttrn 11081  ax-pre-ltadd 11082  ax-pre-mulgt0 11083
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-nel 3033  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rmo 3346  df-reu 3347  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3737  df-csb 3846  df-dif 3900  df-un 3902  df-in 3904  df-ss 3914  df-pss 3917  df-nul 4281  df-if 4473  df-pw 4549  df-sn 4574  df-pr 4576  df-tp 4578  df-op 4580  df-uni 4857  df-iun 4941  df-br 5090  df-opab 5152  df-mpt 5171  df-tr 5197  df-id 5509  df-eprel 5514  df-po 5522  df-so 5523  df-fr 5567  df-we 5569  df-xp 5620  df-rel 5621  df-cnv 5622  df-co 5623  df-dm 5624  df-rn 5625  df-res 5626  df-ima 5627  df-pred 6248  df-ord 6309  df-on 6310  df-lim 6311  df-suc 6312  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-riota 7303  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-of 7610  df-om 7797  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-supp 8091  df-frecs 8211  df-wrecs 8242  df-recs 8291  df-rdg 8329  df-1o 8385  df-er 8622  df-map 8752  df-ixp 8822  df-en 8870  df-dom 8871  df-sdom 8872  df-fin 8873  df-fsupp 9246  df-sup 9326  df-pnf 11148  df-mnf 11149  df-xr 11150  df-ltxr 11151  df-le 11152  df-sub 11346  df-neg 11347  df-nn 12126  df-2 12188  df-3 12189  df-4 12190  df-5 12191  df-6 12192  df-7 12193  df-8 12194  df-9 12195  df-n0 12382  df-z 12469  df-dec 12589  df-uz 12733  df-fz 13408  df-struct 17058  df-sets 17075  df-slot 17093  df-ndx 17105  df-base 17121  df-ress 17142  df-plusg 17174  df-mulr 17175  df-sca 17177  df-vsca 17178  df-ip 17179  df-tset 17180  df-ple 17181  df-ds 17183  df-hom 17185  df-cco 17186  df-0g 17345  df-prds 17351  df-pws 17353  df-mgm 18548  df-sgrp 18627  df-mnd 18643  df-grp 18849  df-minusg 18850  df-subg 19036  df-psr 21846  df-mpl 21848  df-mhp 22051
This theorem is referenced by:  mhplss  22070
  Copyright terms: Public domain W3C validator