Theorem mhpvarcl 22377

Description: A power series variable is a polynomial of degree 1. (Contributed by SN, 25-May-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
mhpvarcl.h	⊢ 𝐻 = (𝐼 mHomP 𝑅)
mhpvarcl.v	⊢ 𝑉 = (𝐼 mVar 𝑅)
mhpvarcl.i	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑊)
mhpvarcl.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
mhpvarcl.x	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐼)

Assertion

Ref	Expression
mhpvarcl	⊢ (𝜑 → (𝑉‘𝑋) ∈ (𝐻‘1))

Proof of Theorem mhpvarcl

Dummy variables 𝑑 ℎ 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		iffalse 4491	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)) → if(𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) = (0g‘𝑅))
2		mhpvarcl.v	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑉 = (𝐼 mVar 𝑅)
3		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin} = {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}
4		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
5		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
6		mhpvarcl.i	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑊)
7	6	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → 𝐼 ∈ 𝑊)
8		mhpvarcl.r	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
9	8	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → 𝑅 ∈ Ring)
10		mhpvarcl.x	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐼)
11	10	adantr 486	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → 𝑋 ∈ 𝐼)
12		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin})
13	2, 3, 4, 5, 7, 9, 11, 12	mvrval2 22198	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → ((𝑉‘𝑋)‘𝑑) = if(𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))
14	13	eqeq1d 2762	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → (((𝑉‘𝑋)‘𝑑) = (0g‘𝑅) ↔ if(𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) = (0g‘𝑅)))
15	1, 14	imbitrrid 249	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → (¬ 𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)) → ((𝑉‘𝑋)‘𝑑) = (0g‘𝑅)))
16	15	necon1ad 2972	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → (((𝑉‘𝑋)‘𝑑) ≠ (0g‘𝑅) → 𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0))))
17		nn0subm 21636	. . . . . . 7 ⊢ ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld)
18		eqid 2760	. . . . . . . 8 ⊢ (ℂfld ↾s ℕ0) = (ℂfld ↾s ℕ0)
19		cnfld0 21610	. . . . . . . 8 ⊢ 0 = (0g‘ℂfld)
20	18, 19	subm0 18925	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld) → 0 = (0g‘(ℂfld ↾s ℕ0)))
21	17, 20	ax-mp 5	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘(ℂfld ↾s ℕ0))
22	18	submmnd 18923	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld) → (ℂfld ↾s ℕ0) ∈ Mnd)
23	17, 22	mp1i 14	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → (ℂfld ↾s ℕ0) ∈ Mnd)
24		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)) = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0))
25		1nn0 12545	. . . . . . . 8 ⊢ 1 ∈ ℕ0
26	18	submbas 18924	. . . . . . . . 9 ⊢ (ℕ0 ∈ (SubMnd‘ℂfld) → ℕ0 = (Base‘(ℂfld ↾s ℕ0)))
27	17, 26	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ ℕ0 = (Base‘(ℂfld ↾s ℕ0))
28	25, 27	eleqtri 2858	. . . . . . 7 ⊢ 1 ∈ (Base‘(ℂfld ↾s ℕ0))
29	28	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → 1 ∈ (Base‘(ℂfld ↾s ℕ0)))
30	21, 23, 7, 11, 24, 29	gsummptif1n0 20094	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0))) = 1)
31		oveq2 7422	. . . . . 6 ⊢ (𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑑) = ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0))))
32	31	eqeq1d 2762	. . . . 5 ⊢ (𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)) → (((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑑) = 1 ↔ ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0))) = 1))
33	30, 32	syl5ibrcom 250	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → (𝑑 = (𝑦 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑦 = 𝑋, 1, 0)) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑑) = 1))
34	16, 33	syld 48	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin}) → (((𝑉‘𝑋)‘𝑑) ≠ (0g‘𝑅) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑑) = 1))
35	34	ralrimiva 3154	. 2 ⊢ (𝜑 → ∀𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin} (((𝑉‘𝑋)‘𝑑) ≠ (0g‘𝑅) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑑) = 1))
36		mhpvarcl.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (𝐼 mHomP 𝑅)
37		eqid 2760	. . 3 ⊢ (𝐼 mPoly 𝑅) = (𝐼 mPoly 𝑅)
38		eqid 2760	. . 3 ⊢ (Base‘(𝐼 mPoly 𝑅)) = (Base‘(𝐼 mPoly 𝑅))
39	25	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 1 ∈ ℕ0)
40	37, 2, 38, 6, 8, 10	mvrcl 22207	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑉‘𝑋) ∈ (Base‘(𝐼 mPoly 𝑅)))
41	36, 37, 38, 4, 3, 39, 40	ismhp3 22371	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑉‘𝑋) ∈ (𝐻‘1) ↔ ∀𝑑 ∈ {ℎ ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡ℎ “ ℕ) ∈ Fin} (((𝑉‘𝑋)‘𝑑) ≠ (0g‘𝑅) → ((ℂfld ↾s ℕ0) Σg 𝑑) = 1)))
42	35, 41	mpbird 260	1 ⊢ (𝜑 → (𝑉‘𝑋) ∈ (𝐻‘1))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145   ≠ wne 2955  ∀wral 3076  {crab 3412  ifcif 4482   ↦ cmpt 5186  ^◡ccnv 5654   “ cima 5658  ‘cfv 6533  (class class class)co 7414   ↑_m cmap 8827  Fincfn 8953  0cc0 11125  1c1 11126  ℕcn 12258  ℕ₀cn0 12529  Basecbs 17302   ↾_s cress 17323  0_gc0g 17525   Σ_g cgsu 17526  Mndcmnd 18837  SubMndcsubmnd 18891  1_rcur 20321  Ringcrg 20373  ℂ_fldccnfld 21586   mVar cmvr 22121   mPoly cmpl 22122   mHomP cmhp 22362

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202  ax-addf 11204

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7679  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8160  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-2o 8457  df-er 8697  df-map 8829  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-fsupp 9333  df-oi 9483  df-card 9945  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-5 12331  df-6 12332  df-7 12333  df-8 12334  df-9 12335  df-n0 12530  df-z 12617  df-dec 12738  df-uz 12889  df-fz 13563  df-fzo 13711  df-seq 14067  df-hash 14396  df-struct 17240  df-sets 17257  df-slot 17275  df-ndx 17287  df-base 17303  df-ress 17324  df-plusg 17356  df-mulr 17357  df-starv 17358  df-sca 17359  df-vsca 17360  df-tset 17362  df-ple 17363  df-ds 17365  df-unif 17366  df-0g 17527  df-gsum 17528  df-mre 17671  df-mrc 17672  df-acs 17674  df-mgm 18731  df-sgrp 18822  df-mnd 18838  df-submnd 18893  df-grp 19061  df-mulg 19192  df-cntz 19445  df-cmn 19910  df-mgp 20275  df-ur 20322  df-ring 20375  df-cring 20376  df-cnfld 21587  df-psr 22125  df-mvr 22126  df-mpl 22127  df-mhp 22365

This theorem is used by: (None)