Theorem mnringmulrd 43913

Description: The ring product of a monoid ring. (Contributed by Rohan Ridenour, 14-May-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
mnringmulrd.1	⊢ 𝐹 = (𝑅 MndRing 𝑀)
mnringmulrd.2	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐹)
mnringmulrd.3	⊢ · = (.r‘𝑅)
mnringmulrd.4	⊢ 0 = (0g‘𝑅)
mnringmulrd.5	⊢ 𝐴 = (Base‘𝑀)
mnringmulrd.6	⊢ + = (+g‘𝑀)
mnringmulrd.7	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑈)
mnringmulrd.8	⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑊)

Assertion

Ref	Expression
mnringmulrd	⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝐹 Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))) = (.r‘𝐹))

Distinct variable groups:   𝜑,𝑥,𝑦   𝐴,𝑎,𝑏,𝑥,𝑦   𝑅,𝑎,𝑏,𝑖,𝑥,𝑦   𝑀,𝑎,𝑏,𝑖,𝑥,𝑦

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑖,𝑎,𝑏)   𝐴(𝑖)   𝐵(𝑥,𝑦,𝑖,𝑎,𝑏)   + (𝑥,𝑦,𝑖,𝑎,𝑏)   · (𝑥,𝑦,𝑖,𝑎,𝑏)   𝑈(𝑥,𝑦,𝑖,𝑎,𝑏)   𝐹(𝑥,𝑦,𝑖,𝑎,𝑏)   𝑊(𝑥,𝑦,𝑖,𝑎,𝑏)   0 (𝑥,𝑦,𝑖,𝑎,𝑏)

Proof of Theorem mnringmulrd

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mnringmulrd.1	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑅 MndRing 𝑀)
2		mnringmulrd.2	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐹)
3		mnringmulrd.5	. . . 4 ⊢ 𝐴 = (Base‘𝑀)
4		eqid 2726	. . . 4 ⊢ (𝑅 freeLMod 𝐴) = (𝑅 freeLMod 𝐴)
5		mnringmulrd.7	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑈)
6		mnringmulrd.8	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑀 ∈ 𝑊)
7	1, 2, 3, 4, 5, 6	mnringbaserd 43905	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐵 = (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)))
8	3	fvexi 6917	. . . . . 6 ⊢ 𝐴 ∈ V
9	8, 8	mpoex 8095	. . . . 5 ⊢ (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))) ∈ V
10	9	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))) ∈ V)
11	1	ovexi 7460	. . . . 5 ⊢ 𝐹 ∈ V
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ V)
13		ovex 7459	. . . . 5 ⊢ (𝑅 freeLMod 𝐴) ∈ V
14	13	a1i 11	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑅 freeLMod 𝐴) ∈ V)
15	2, 7	eqtr3id 2780	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝐹) = (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)))
16	1, 3, 4, 5, 6	mnringaddgd 43909	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (+g‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) = (+g‘𝐹))
17	16	eqcomd 2732	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (+g‘𝐹) = (+g‘(𝑅 freeLMod 𝐴)))
18	10, 12, 14, 15, 17	gsumpropd 18673	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐹 Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 )))) = ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 )))))
19	7, 7, 18	mpoeq123dv 7502	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝐹 Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))) = (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))))
20		fvex 6916	. . . . 5 ⊢ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ∈ V
21	20, 20	mpoex 8095	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))) ∈ V
22		mulridx 17310	. . . . 5 ⊢ .r = Slot (.r‘ndx)
23	22	setsid 17212	. . . 4 ⊢ (((𝑅 freeLMod 𝐴) ∈ V ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))) ∈ V) → (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))) = (.r‘((𝑅 freeLMod 𝐴) sSet ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 )))))⟩)))
24	13, 21, 23	mp2an 690	. . 3 ⊢ (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))) = (.r‘((𝑅 freeLMod 𝐴) sSet ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 )))))⟩))
25		mnringmulrd.3	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘𝑅)
26		mnringmulrd.4	. . . . 5 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
27		mnringmulrd.6	. . . . 5 ⊢ + = (+g‘𝑀)
28		eqid 2726	. . . . 5 ⊢ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) = (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴))
29	1, 25, 26, 3, 27, 4, 28, 5, 6	mnringvald 43900	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 = ((𝑅 freeLMod 𝐴) sSet ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 )))))⟩))
30	29	fveq2d 6907	. . 3 ⊢ (𝜑 → (.r‘𝐹) = (.r‘((𝑅 freeLMod 𝐴) sSet ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 )))))⟩)))
31	24, 30	eqtr4id 2785	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)), 𝑦 ∈ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐴)) ↦ ((𝑅 freeLMod 𝐴) Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))) = (.r‘𝐹))
32	19, 31	eqtrd 2766	1 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝐹 Σg (𝑎 ∈ 𝐴, 𝑏 ∈ 𝐴 ↦ (𝑖 ∈ 𝐴 ↦ if(𝑖 = (𝑎 + 𝑏), ((𝑥‘𝑎) · (𝑦‘𝑏)), 0 ))))) = (.r‘𝐹))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  Vcvv 3462  ifcif 4533  ⟨cop 4639   ↦ cmpt 5238  ‘cfv 6556  (class class class)co 7426   ∈ cmpo 7428   sSet csts 17167  ndxcnx 17197  Basecbs 17215  +_gcplusg 17268  ._rcmulr 17269  0_gc0g 17456   Σ_g cgsu 17457   freeLMod cfrlm 21746   MndRing cmnring 43898

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2167  ax-ext 2697  ax-rep 5292  ax-sep 5306  ax-nul 5313  ax-pow 5371  ax-pr 5435  ax-un 7748  ax-cnex 11216  ax-resscn 11217  ax-1cn 11218  ax-icn 11219  ax-addcl 11220  ax-addrcl 11221  ax-mulcl 11222  ax-mulrcl 11223  ax-mulcom 11224  ax-addass 11225  ax-mulass 11226  ax-distr 11227  ax-i2m1 11228  ax-1ne0 11229  ax-1rid 11230  ax-rnegex 11231  ax-rrecex 11232  ax-cnre 11233  ax-pre-lttri 11234  ax-pre-lttrn 11235  ax-pre-ltadd 11236  ax-pre-mulgt0 11237

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3464  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3967  df-nul 4326  df-if 4534  df-pw 4609  df-sn 4634  df-pr 4636  df-op 4640  df-uni 4916  df-iun 5005  df-br 5156  df-opab 5218  df-mpt 5239  df-tr 5273  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5639  df-we 5641  df-xp 5690  df-rel 5691  df-cnv 5692  df-co 5693  df-dm 5694  df-rn 5695  df-res 5696  df-ima 5697  df-pred 6314  df-ord 6381  df-on 6382  df-lim 6383  df-suc 6384  df-iota 6508  df-fun 6558  df-fn 6559  df-f 6560  df-f1 6561  df-fo 6562  df-f1o 6563  df-fv 6564  df-riota 7382  df-ov 7429  df-oprab 7430  df-mpo 7431  df-om 7879  df-1st 8005  df-2nd 8006  df-frecs 8298  df-wrecs 8329  df-recs 8403  df-rdg 8442  df-er 8736  df-en 8977  df-dom 8978  df-sdom 8979  df-pnf 11302  df-mnf 11303  df-xr 11304  df-ltxr 11305  df-le 11306  df-sub 11498  df-neg 11499  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-seq 14024  df-sets 17168  df-slot 17186  df-ndx 17198  df-base 17216  df-plusg 17281  df-mulr 17282  df-0g 17458  df-gsum 17459  df-mnring 43899

This theorem is referenced by:  mnringmulrvald  43919