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

Theorem mplcoe2 22028
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 20215 . . 3 (𝑅 ∈ CRing → 𝑅 ∈ Ring)
119, 10syl 17 . 2 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
12 mplcoe2.y . 2 (𝜑𝑌𝐷)
131mplcrng 22008 . . . . . 6 ((𝐼𝑊𝑅 ∈ CRing) → 𝑃 ∈ CRing)
145, 9, 13syl2anc 585 . . . . 5 (𝜑𝑃 ∈ CRing)
1514adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝑃 ∈ CRing)
16 eqid 2737 . . . . 5 (Base‘𝑃) = (Base‘𝑃)
175adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝐼𝑊)
1811adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝑅 ∈ Ring)
19 simprr 773 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝑦𝐼)
201, 8, 16, 17, 18, 19mvrcl 21979 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → (𝑉𝑦) ∈ (Base‘𝑃))
21 simprl 771 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → 𝑥𝐼)
221, 8, 16, 17, 18, 21mvrcl 21979 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → (𝑉𝑥) ∈ (Base‘𝑃))
23 eqid 2737 . . . . . . 7 (.r𝑃) = (.r𝑃)
246, 23mgpplusg 20114 . . . . . 6 (.r𝑃) = (+g𝐺)
2524eqcomi 2746 . . . . 5 (+g𝐺) = (.r𝑃)
2616, 25crngcom 20221 . . . 4 ((𝑃 ∈ CRing ∧ (𝑉𝑦) ∈ (Base‘𝑃) ∧ (𝑉𝑥) ∈ (Base‘𝑃)) → ((𝑉𝑦)(+g𝐺)(𝑉𝑥)) = ((𝑉𝑥)(+g𝐺)(𝑉𝑦)))
2715, 20, 22, 26syl3anc 1374 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐼𝑦𝐼)) → ((𝑉𝑦)(+g𝐺)(𝑉𝑥)) = ((𝑉𝑥)(+g𝐺)(𝑉𝑦)))
2827ralrimivva 3181 . 2 (𝜑 → ∀𝑥𝐼𝑦𝐼 ((𝑉𝑦)(+g𝐺)(𝑉𝑥)) = ((𝑉𝑥)(+g𝐺)(𝑉𝑦)))
291, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 11, 12, 28mplcoe5 22027 1 (𝜑 → (𝑦𝐷 ↦ if(𝑦 = 𝑌, 1 , 0 )) = (𝐺 Σg (𝑘𝐼 ↦ ((𝑌𝑘) (𝑉𝑘)))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  {crab 3390  ifcif 4467  cmpt 5167  ccnv 5621  cima 5625  cfv 6490  (class class class)co 7358  m cmap 8764  Fincfn 8884  cn 12163  0cn0 12426  Basecbs 17168  +gcplusg 17209  .rcmulr 17210  0gc0g 17391   Σg cgsu 17392  .gcmg 19032  mulGrpcmgp 20110  1rcur 20151  Ringcrg 20203  CRingccrg 20204   mVar cmvr 21893   mPoly cmpl 21894
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 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5300  ax-pr 5368  ax-un 7680  ax-cnex 11083  ax-resscn 11084  ax-1cn 11085  ax-icn 11086  ax-addcl 11087  ax-addrcl 11088  ax-mulcl 11089  ax-mulrcl 11090  ax-mulcom 11091  ax-addass 11092  ax-mulass 11093  ax-distr 11094  ax-i2m1 11095  ax-1ne0 11096  ax-1rid 11097  ax-rnegex 11098  ax-rrecex 11099  ax-cnre 11100  ax-pre-lttri 11101  ax-pre-lttrn 11102  ax-pre-ltadd 11103  ax-pre-mulgt0 11104
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-int 4891  df-iun 4936  df-iin 4937  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5517  df-eprel 5522  df-po 5530  df-so 5531  df-fr 5575  df-se 5576  df-we 5577  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-pred 6257  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-isom 6499  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-of 7622  df-ofr 7623  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-supp 8102  df-frecs 8222  df-wrecs 8253  df-recs 8302  df-rdg 8340  df-1o 8396  df-2o 8397  df-er 8634  df-map 8766  df-pm 8767  df-ixp 8837  df-en 8885  df-dom 8886  df-sdom 8887  df-fin 8888  df-fsupp 9266  df-sup 9346  df-oi 9416  df-card 9852  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-nn 12164  df-2 12233  df-3 12234  df-4 12235  df-5 12236  df-6 12237  df-7 12238  df-8 12239  df-9 12240  df-n0 12427  df-z 12514  df-dec 12634  df-uz 12778  df-fz 13451  df-fzo 13598  df-seq 13953  df-hash 14282  df-struct 17106  df-sets 17123  df-slot 17141  df-ndx 17153  df-base 17169  df-ress 17190  df-plusg 17222  df-mulr 17223  df-sca 17225  df-vsca 17226  df-ip 17227  df-tset 17228  df-ple 17229  df-ds 17231  df-hom 17233  df-cco 17234  df-0g 17393  df-gsum 17394  df-prds 17399  df-pws 17401  df-mre 17537  df-mrc 17538  df-acs 17540  df-mgm 18597  df-sgrp 18676  df-mnd 18692  df-mhm 18740  df-submnd 18741  df-grp 18901  df-minusg 18902  df-mulg 19033  df-subg 19088  df-ghm 19177  df-cntz 19281  df-cmn 19746  df-abl 19747  df-mgp 20111  df-rng 20123  df-ur 20152  df-srg 20157  df-ring 20205  df-cring 20206  df-subrng 20512  df-subrg 20536  df-psr 21897  df-mvr 21898  df-mpl 21899
This theorem is referenced by:  mplbas2  22029  selvvvval  43029
  Copyright terms: Public domain W3C validator