MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mpfpf1 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mpfpf1 21869
Description: Convert a multivariate polynomial function to univariate. (Contributed by Mario Carneiro, 12-Jun-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
pf1rcl.q 𝑄 = ran (eval1β€˜π‘…)
pf1f.b 𝐡 = (Baseβ€˜π‘…)
mpfpf1.q 𝐸 = ran (1o eval 𝑅)
Assertion
Ref Expression
mpfpf1 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ (𝐹 ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))) ∈ 𝑄)
Distinct variable groups:   𝑦,𝐡   𝑦,𝐸   𝑦,𝐹   𝑦,𝑅
Allowed substitution hint:   𝑄(𝑦)

Proof of Theorem mpfpf1
Dummy variable π‘₯ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mpfpf1.q . . . . 5 𝐸 = ran (1o eval 𝑅)
2 eqid 2732 . . . . . . 7 (1o eval 𝑅) = (1o eval 𝑅)
3 pf1f.b . . . . . . 7 𝐡 = (Baseβ€˜π‘…)
42, 3evlval 21657 . . . . . 6 (1o eval 𝑅) = ((1o evalSub 𝑅)β€˜π΅)
54rneqi 5936 . . . . 5 ran (1o eval 𝑅) = ran ((1o evalSub 𝑅)β€˜π΅)
61, 5eqtri 2760 . . . 4 𝐸 = ran ((1o evalSub 𝑅)β€˜π΅)
76mpfrcl 21647 . . 3 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ (1o ∈ V ∧ 𝑅 ∈ CRing ∧ 𝐡 ∈ (SubRingβ€˜π‘…)))
87simp2d 1143 . 2 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ 𝑅 ∈ CRing)
9 id 22 . . . 4 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ 𝐹 ∈ 𝐸)
109, 1eleqtrdi 2843 . . 3 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ 𝐹 ∈ ran (1o eval 𝑅))
11 1on 8477 . . . . 5 1o ∈ On
12 eqid 2732 . . . . . 6 (1o mPoly 𝑅) = (1o mPoly 𝑅)
13 eqid 2732 . . . . . 6 (𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o)) = (𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o))
142, 3, 12, 13evlrhm 21658 . . . . 5 ((1o ∈ On ∧ 𝑅 ∈ CRing) β†’ (1o eval 𝑅) ∈ ((1o mPoly 𝑅) RingHom (𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o))))
1511, 8, 14sylancr 587 . . . 4 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ (1o eval 𝑅) ∈ ((1o mPoly 𝑅) RingHom (𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o))))
16 eqid 2732 . . . . . 6 (Poly1β€˜π‘…) = (Poly1β€˜π‘…)
17 eqid 2732 . . . . . 6 (PwSer1β€˜π‘…) = (PwSer1β€˜π‘…)
18 eqid 2732 . . . . . 6 (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…)) = (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))
1916, 17, 18ply1bas 21718 . . . . 5 (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…)) = (Baseβ€˜(1o mPoly 𝑅))
20 eqid 2732 . . . . 5 (Baseβ€˜(𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o))) = (Baseβ€˜(𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o)))
2119, 20rhmf 20262 . . . 4 ((1o eval 𝑅) ∈ ((1o mPoly 𝑅) RingHom (𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o))) β†’ (1o eval 𝑅):(Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))⟢(Baseβ€˜(𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o))))
22 ffn 6717 . . . 4 ((1o eval 𝑅):(Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))⟢(Baseβ€˜(𝑅 ↑s (𝐡 ↑m 1o))) β†’ (1o eval 𝑅) Fn (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…)))
23 fvelrnb 6952 . . . 4 ((1o eval 𝑅) Fn (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…)) β†’ (𝐹 ∈ ran (1o eval 𝑅) ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) = 𝐹))
2415, 21, 22, 234syl 19 . . 3 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ (𝐹 ∈ ran (1o eval 𝑅) ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) = 𝐹))
2510, 24mpbid 231 . 2 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) = 𝐹)
26 eqid 2732 . . . . . 6 (eval1β€˜π‘…) = (eval1β€˜π‘…)
2726, 2, 3, 12, 19evl1val 21847 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))) β†’ ((eval1β€˜π‘…)β€˜π‘₯) = (((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))))
28 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (𝑅 ↑s 𝐡) = (𝑅 ↑s 𝐡)
2926, 16, 28, 3evl1rhm 21850 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ CRing β†’ (eval1β€˜π‘…) ∈ ((Poly1β€˜π‘…) RingHom (𝑅 ↑s 𝐡)))
30 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (Baseβ€˜(𝑅 ↑s 𝐡)) = (Baseβ€˜(𝑅 ↑s 𝐡))
3118, 30rhmf 20262 . . . . . . . 8 ((eval1β€˜π‘…) ∈ ((Poly1β€˜π‘…) RingHom (𝑅 ↑s 𝐡)) β†’ (eval1β€˜π‘…):(Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))⟢(Baseβ€˜(𝑅 ↑s 𝐡)))
32 ffn 6717 . . . . . . . 8 ((eval1β€˜π‘…):(Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))⟢(Baseβ€˜(𝑅 ↑s 𝐡)) β†’ (eval1β€˜π‘…) Fn (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…)))
3329, 31, 323syl 18 . . . . . . 7 (𝑅 ∈ CRing β†’ (eval1β€˜π‘…) Fn (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…)))
34 fnfvelrn 7082 . . . . . . 7 (((eval1β€˜π‘…) Fn (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…)) ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))) β†’ ((eval1β€˜π‘…)β€˜π‘₯) ∈ ran (eval1β€˜π‘…))
3533, 34sylan 580 . . . . . 6 ((𝑅 ∈ CRing ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))) β†’ ((eval1β€˜π‘…)β€˜π‘₯) ∈ ran (eval1β€˜π‘…))
36 pf1rcl.q . . . . . 6 𝑄 = ran (eval1β€˜π‘…)
3735, 36eleqtrrdi 2844 . . . . 5 ((𝑅 ∈ CRing ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))) β†’ ((eval1β€˜π‘…)β€˜π‘₯) ∈ 𝑄)
3827, 37eqeltrrd 2834 . . . 4 ((𝑅 ∈ CRing ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))) β†’ (((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))) ∈ 𝑄)
39 coeq1 5857 . . . . 5 (((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) = 𝐹 β†’ (((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))) = (𝐹 ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))))
4039eleq1d 2818 . . . 4 (((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) = 𝐹 β†’ ((((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))) ∈ 𝑄 ↔ (𝐹 ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))) ∈ 𝑄))
4138, 40syl5ibcom 244 . . 3 ((𝑅 ∈ CRing ∧ π‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))) β†’ (((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) = 𝐹 β†’ (𝐹 ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))) ∈ 𝑄))
4241rexlimdva 3155 . 2 (𝑅 ∈ CRing β†’ (βˆƒπ‘₯ ∈ (Baseβ€˜(Poly1β€˜π‘…))((1o eval 𝑅)β€˜π‘₯) = 𝐹 β†’ (𝐹 ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))) ∈ 𝑄))
438, 25, 42sylc 65 1 (𝐹 ∈ 𝐸 β†’ (𝐹 ∘ (𝑦 ∈ 𝐡 ↦ (1o Γ— {𝑦}))) ∈ 𝑄)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆƒwrex 3070  Vcvv 3474  {csn 4628   ↦ cmpt 5231   Γ— cxp 5674  ran crn 5677   ∘ ccom 5680  Oncon0 6364   Fn wfn 6538  βŸΆwf 6539  β€˜cfv 6543  (class class class)co 7408  1oc1o 8458   ↑m cmap 8819  Basecbs 17143   ↑s cpws 17391  CRingccrg 20056   RingHom crh 20247  SubRingcsubrg 20314   mPoly cmpl 21458   evalSub ces 21632   eval cevl 21633  PwSer1cps1 21698  Poly1cpl1 21700  eval1ce1 21832
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 7724  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
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-int 4951  df-iun 4999  df-iin 5000  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-se 5632  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-isom 6552  df-riota 7364  df-ov 7411  df-oprab 7412  df-mpo 7413  df-of 7669  df-ofr 7670  df-om 7855  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-supp 8146  df-frecs 8265  df-wrecs 8296  df-recs 8370  df-rdg 8409  df-1o 8465  df-er 8702  df-map 8821  df-pm 8822  df-ixp 8891  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-fsupp 9361  df-sup 9436  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11249  df-mnf 11250  df-xr 11251  df-ltxr 11252  df-le 11253  df-sub 11445  df-neg 11446  df-nn 12212  df-2 12274  df-3 12275  df-4 12276  df-5 12277  df-6 12278  df-7 12279  df-8 12280  df-9 12281  df-n0 12472  df-z 12558  df-dec 12677  df-uz 12822  df-fz 13484  df-fzo 13627  df-seq 13966  df-hash 14290  df-struct 17079  df-sets 17096  df-slot 17114  df-ndx 17126  df-base 17144  df-ress 17173  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-hom 17220  df-cco 17221  df-0g 17386  df-gsum 17387  df-prds 17392  df-pws 17394  df-mre 17529  df-mrc 17530  df-acs 17532  df-mgm 18560  df-sgrp 18609  df-mnd 18625  df-mhm 18670  df-submnd 18671  df-grp 18821  df-minusg 18822  df-sbg 18823  df-mulg 18950  df-subg 19002  df-ghm 19089  df-cntz 19180  df-cmn 19649  df-abl 19650  df-mgp 19987  df-ur 20004  df-srg 20009  df-ring 20057  df-cring 20058  df-rnghom 20250  df-subrg 20316  df-lmod 20472  df-lss 20542  df-lsp 20582  df-assa 21407  df-asp 21408  df-ascl 21409  df-psr 21461  df-mvr 21462  df-mpl 21463  df-opsr 21465  df-evls 21634  df-evl 21635  df-psr1 21703  df-ply1 21705  df-evl1 21834
This theorem is referenced by:  pf1ind  21873
  Copyright terms: Public domain W3C validator