MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  mplcoe2 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem mplcoe2 22024
Description: Decompose a monomial into a finite product of powers of variables. (The assumption that 𝑅 is a commutative ring is not strictly necessary, because the submonoid of monomials is in the center of the multiplicative monoid of polynomials, but it simplifies the proof.) (Contributed by Mario Carneiro, 10-Jan-2015.) (Proof shortened by AV, 18-Oct-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
mplcoe1.p 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
mplcoe1.d 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
mplcoe1.z 0 = (0g𝑅)
mplcoe1.o 1 = (1r𝑅)
mplcoe1.i (𝜑𝐼𝑊)
mplcoe2.g 𝐺 = (mulGrp‘𝑃)
mplcoe2.m = (.g𝐺)
mplcoe2.v 𝑉 = (𝐼 mVar 𝑅)
mplcoe2.r (𝜑𝑅 ∈ CRing)
mplcoe2.y (𝜑𝑌𝐷)
Assertion
Ref Expression
mplcoe2 (𝜑 → (𝑦𝐷 ↦ if(𝑦 = 𝑌, 1 , 0 )) = (𝐺 Σg (𝑘𝐼 ↦ ((𝑌𝑘) (𝑉𝑘)))))
Distinct variable groups:   ,𝑘,𝑦   1 ,𝑘,𝑦   𝑘,𝐺   𝑓,𝑘,𝑦,𝐼   𝜑,𝑘,𝑦   𝑅,𝑓,𝑦   𝐷,𝑘,𝑦   𝑃,𝑘   𝑘,𝑉   0 ,𝑓,𝑘,𝑦   𝑓,𝑌,𝑘,𝑦   𝑘,𝑊,𝑦   𝑦,𝐺   𝑦,𝑉   𝑦,
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝐷(𝑓)   𝑃(𝑦,𝑓)   𝑅(𝑘)   1 (𝑓)   (𝑓)   𝐺(𝑓)   𝑉(𝑓)   𝑊(𝑓)

Proof of Theorem mplcoe2
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mplcoe1.p . 2 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
2 mplcoe1.d . 2 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
3 mplcoe1.z . 2 0 = (0g𝑅)
4 mplcoe1.o . 2 1 = (1r𝑅)
5 mplcoe1.i . 2 (𝜑𝐼𝑊)
6 mplcoe2.g . 2 𝐺 = (mulGrp‘𝑃)
7 mplcoe2.m . 2 = (.g𝐺)
8 mplcoe2.v . 2 𝑉 = (𝐼 mVar 𝑅)
9 mplcoe2.r . . 3 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
10 crngring 20224 . . 3 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
119, 10syl 17 . 2 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
12 mplcoe2.y . 2 (𝜑𝑌𝐷)
131mplcrng 22002 . . . . . 6 ((𝐼𝑊𝑅 ∈ CRing) → 𝑃 ∈ CRing)
145, 9, 13syl2anc 590 . . . . 5 (𝜑𝑃 ∈ CRing)
1514adantr 481 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝑃 ∈ CRing)
16 eqid 2740 . . . . 5 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
175adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝐼𝑊)
1811adantr 481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝑅 ∈ Ring)
19 simprr 778 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝑦𝐼)
201, 8, 16, 17, 18, 19mvrcl 21973 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → (𝑉𝑦) ∈ (Base‘𝑃))
21 simprl 776 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝑥𝐼)
221, 8, 16, 17, 18, 21mvrcl 21973 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → (𝑉𝑥) ∈ (Base‘𝑃))
23 eqid 2740 . . . . . . 7 (.r𝑃) = (.r𝑃)
246, 23mgpplusg 20123 . . . . . 6 (.r𝑃) = (+g𝐺)
2524eqcomi 2749 . . . . 5 (+g𝐺) = (.r𝑃)
2616, 25crngcom 20230 . . . 4 ((𝑃 ∈ CRing ∧ (𝑉𝑦) ∈ (Base‘𝑃) ∧ (𝑉𝑥) ∈ (Base‘𝑃)) → ((𝑉𝑦)(+g𝐺)(𝑉𝑥)) = ((𝑉𝑥)(+g𝐺)(𝑉𝑦)))
2715, 20, 22, 26syl3anc 1379 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → ((𝑉𝑦)(+g𝐺)(𝑉𝑥)) = ((𝑉𝑥)(+g𝐺)(𝑉𝑦)))
2827ralrimivva 3183 . 2 (𝜑 → ∀𝑥𝐼𝑦𝐼 ((𝑉𝑦)(+g𝐺)(𝑉𝑥)) = ((𝑉𝑥)(+g𝐺)(𝑉𝑦)))
291, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 28mplcoe5 22023 1 (𝜑 → (𝑦𝐷 ↦ if(𝑦 = 𝑌, 1 , 0 )) = (𝐺 Σg (𝑘𝐼 ↦ ((𝑌𝑘) (𝑉𝑘)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396   = wceq 1547  wcel 2119  {crab 3392  ifcif 4461  cmpt 5160  ccnv 5624  cima 5628  cfv 6492  (class class class)co 7363  m cmap 8770  Fincfn 8890  cn 12172  0cn0 12435  Basecbs 17177  +gcplusg 17218  .rcmulr 17219  0gc0g 17400   Σg cgsu 17401  .gcmg 19041  mulGrpcmgp 20119  1rcur 20160  Ringcrg 20212  CRingccrg 20213   mVar cmvr 21887   mPoly cmpl 21888
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1974  ax-7 2015  ax-8 2121  ax-9 2129  ax-10 2152  ax-11 2168  ax-12 2189  ax-ext 2712  ax-rep 5206  ax-sep 5225  ax-nul 5235  ax-pow 5301  ax-pr 5369  ax-un 7685  ax-cnex 11092  ax-resscn 11093  ax-1cn 11094  ax-icn 11095  ax-addcl 11096  ax-addrcl 11097  ax-mulcl 11098  ax-mulrcl 11099  ax-mulcom 11100  ax-addass 11101  ax-mulass 11102  ax-distr 11103  ax-i2m1 11104  ax-1ne0 11105  ax-1rid 11106  ax-rnegex 11107  ax-rrecex 11108  ax-cnre 11109  ax-pre-lttri 11110  ax-pre-lttrn 11111  ax-pre-ltadd 11112  ax-pre-mulgt0 11113
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 854  df-3or 1093  df-3an 1094  df-tru 1550  df-fal 1560  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2074  df-mo 2543  df-eu 2573  df-clab 2719  df-cleq 2732  df-clel 2815  df-nfc 2889  df-ne 2936  df-nel 3040  df-ral 3055  df-rex 3065  df-rmo 3345  df-reu 3346  df-rab 3393  df-v 3434  df-sbc 3731  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4269  df-if 4462  df-pw 4538  df-sn 4563  df-pr 4565  df-tp 4567  df-op 4569  df-uni 4846  df-int 4885  df-iun 4930  df-iin 4931  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5161  df-tr 5187  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-se 5579  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-isom 6501  df-riota 7320  df-ov 7366  df-oprab 7367  df-mpo 7368  df-of 7627  df-ofr 7628  df-om 7814  df-1st 7938  df-2nd 7939  df-supp 8108  df-frecs 8228  df-wrecs 8259  df-recs 8308  df-rdg 8346  df-1o 8402  df-2o 8403  df-er 8640  df-map 8772  df-pm 8773  df-ixp 8843  df-en 8891  df-dom 8892  df-sdom 8893  df-fin 8894  df-fsupp 9272  df-sup 9352  df-oi 9422  df-card 9861  df-pnf 11179  df-mnf 11180  df-xr 11181  df-ltxr 11182  df-le 11183  df-sub 11377  df-neg 11378  df-nn 12173  df-2 12242  df-3 12243  df-4 12244  df-5 12245  df-6 12246  df-7 12247  df-8 12248  df-9 12249  df-n0 12436  df-z 12523  df-dec 12643  df-uz 12787  df-fz 13460  df-fzo 13607  df-seq 13962  df-hash 14291  df-struct 17115  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17178  df-ress 17199  df-plusg 17231  df-mulr 17232  df-sca 17234  df-vsca 17235  df-ip 17236  df-tset 17237  df-ple 17238  df-ds 17240  df-hom 17242  df-cco 17243  df-0g 17402  df-gsum 17403  df-prds 17408  df-pws 17410  df-mre 17546  df-mrc 17547  df-acs 17549  df-mgm 18606  df-sgrp 18685  df-mnd 18701  df-mhm 18749  df-submnd 18750  df-grp 18910  df-minusg 18911  df-mulg 19042  df-subg 19097  df-ghm 19186  df-cntz 19290  df-cmn 19755  df-abl 19756  df-mgp 20120  df-rng 20132  df-ur 20161  df-srg 20166  df-ring 20214  df-cring 20215  df-subrng 20525  df-subrg 20549  df-psr 21891  df-mvr 21892  df-mpl 21893
This theorem is referenced by:  mplbas2  22025  selvvvval  22125
  Copyright terms: Public domain W3C validator