Theorem mplmapghm 42997

Description: The function 𝐻 mapping polynomials 𝑝 to their coefficient given a bag of variables 𝐹 is a group homomorphism. (Contributed by SN, 15-Mar-2025.)

Hypotheses

Ref	Expression
mplmapghm.p	⊢ 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
mplmapghm.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
mplmapghm.d	⊢ 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
mplmapghm.h	⊢ 𝐻 = (𝑝 ∈ 𝐵 ↦ (𝑝‘𝐹))
mplmapghm.i	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
mplmapghm.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
mplmapghm.f	⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐷)

Assertion

Ref	Expression
mplmapghm	⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑃 GrpHom 𝑅))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑝   𝑓,𝐼   𝑅,𝑝   𝜑,𝑝   𝑃,𝑝   𝐹,𝑝

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝐵(𝑓)   𝐷(𝑓,𝑝)   𝑃(𝑓)   𝑅(𝑓)   𝐹(𝑓)   𝐻(𝑓,𝑝)   𝐼(𝑝)   𝑉(𝑓,𝑝)

Proof of Theorem mplmapghm

Dummy variables 𝑞 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mplmapghm.b	. 2 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑃)
2		eqid 2736	. 2 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
3		eqid 2736	. 2 ⊢ (+g‘𝑃) = (+g‘𝑃)
4		eqid 2736	. 2 ⊢ (+g‘𝑅) = (+g‘𝑅)
5		mplmapghm.i	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
6		mplmapghm.r	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
7		mplmapghm.p	. . . 4 ⊢ 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
8	7	mplgrp 21995	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑅 ∈ Grp) → 𝑃 ∈ Grp)
9	5, 6, 8	syl2anc 585	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑃 ∈ Grp)
10		mplmapghm.d	. . . . 5 ⊢ 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
11		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝑝 ∈ 𝐵)
12	7, 2, 1, 10, 11	mplelf 21976	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝑝:𝐷⟶(Base‘𝑅))
13		mplmapghm.f	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ 𝐷)
14	13	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝐹 ∈ 𝐷)
15	12, 14	ffvelcdmd 7037	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → (𝑝‘𝐹) ∈ (Base‘𝑅))
16		mplmapghm.h	. . 3 ⊢ 𝐻 = (𝑝 ∈ 𝐵 ↦ (𝑝‘𝐹))
17	15, 16	fmptd 7066	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐻:𝐵⟶(Base‘𝑅))
18		simprl 771	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑞 ∈ 𝐵)
19		simprr 773	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑟 ∈ 𝐵)
20	7, 1, 4, 3, 18, 19	mpladd 21987	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑞(+g‘𝑃)𝑟) = (𝑞 ∘f (+g‘𝑅)𝑟))
21	20	fveq1d 6842	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑞(+g‘𝑃)𝑟)‘𝐹) = ((𝑞 ∘f (+g‘𝑅)𝑟)‘𝐹))
22	7, 2, 1, 10, 18	mplelf 21976	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑞:𝐷⟶(Base‘𝑅))
23	22	ffnd 6669	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑞 Fn 𝐷)
24	7, 2, 1, 10, 19	mplelf 21976	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑟:𝐷⟶(Base‘𝑅))
25	24	ffnd 6669	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑟 Fn 𝐷)
26		ovex 7400	. . . . . . . 8 ⊢ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∈ V
27	10, 26	rabex2 5282	. . . . . . 7 ⊢ 𝐷 ∈ V
28	27	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝐷 ∈ V)
29		inidm 4167	. . . . . 6 ⊢ (𝐷 ∩ 𝐷) = 𝐷
30		eqidd 2737	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷) → (𝑞‘𝐹) = (𝑞‘𝐹))
31		eqidd 2737	. . . . . 6 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷) → (𝑟‘𝐹) = (𝑟‘𝐹))
32	23, 25, 28, 28, 29, 30, 31	ofval 7642	. . . . 5 ⊢ (((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) ∧ 𝐹 ∈ 𝐷) → ((𝑞 ∘f (+g‘𝑅)𝑟)‘𝐹) = ((𝑞‘𝐹)(+g‘𝑅)(𝑟‘𝐹)))
33	13, 32	mpidan 690	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑞 ∘f (+g‘𝑅)𝑟)‘𝐹) = ((𝑞‘𝐹)(+g‘𝑅)(𝑟‘𝐹)))
34	21, 33	eqtrd 2771	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑞(+g‘𝑃)𝑟)‘𝐹) = ((𝑞‘𝐹)(+g‘𝑅)(𝑟‘𝐹)))
35		fveq1 6839	. . . 4 ⊢ (𝑝 = (𝑞(+g‘𝑃)𝑟) → (𝑝‘𝐹) = ((𝑞(+g‘𝑃)𝑟)‘𝐹))
36	9	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
37	1, 3, 36, 18, 19	grpcld 18923	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑞(+g‘𝑃)𝑟) ∈ 𝐵)
38		fvexd 6855	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝑞(+g‘𝑃)𝑟)‘𝐹) ∈ V)
39	16, 35, 37, 38	fvmptd3 6971	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐻‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟)) = ((𝑞(+g‘𝑃)𝑟)‘𝐹))
40		fveq1 6839	. . . . 5 ⊢ (𝑝 = 𝑞 → (𝑝‘𝐹) = (𝑞‘𝐹))
41		fvexd 6855	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑞‘𝐹) ∈ V)
42	16, 40, 18, 41	fvmptd3 6971	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐻‘𝑞) = (𝑞‘𝐹))
43		fveq1 6839	. . . . 5 ⊢ (𝑝 = 𝑟 → (𝑝‘𝐹) = (𝑟‘𝐹))
44		fvexd 6855	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝑟‘𝐹) ∈ V)
45	16, 43, 19, 44	fvmptd3 6971	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐻‘𝑟) = (𝑟‘𝐹))
46	42, 45	oveq12d 7385	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → ((𝐻‘𝑞)(+g‘𝑅)(𝐻‘𝑟)) = ((𝑞‘𝐹)(+g‘𝑅)(𝑟‘𝐹)))
47	34, 39, 46	3eqtr4d 2781	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑞 ∈ 𝐵 ∧ 𝑟 ∈ 𝐵)) → (𝐻‘(𝑞(+g‘𝑃)𝑟)) = ((𝐻‘𝑞)(+g‘𝑅)(𝐻‘𝑟)))
48	1, 2, 3, 4, 9, 6, 17, 47	isghmd 19200	1 ⊢ (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑃 GrpHom 𝑅))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  {crab 3389  Vcvv 3429   ↦ cmpt 5166  ^◡ccnv 5630   “ cima 5634  ‘cfv 6498  (class class class)co 7367   ∘_f cof 7629   ↑_m cmap 8773  Fincfn 8893  ℕcn 12174  ℕ₀cn0 12437  Basecbs 17179  +_gcplusg 17220  Grpcgrp 18909   GrpHom cghm 19187   mPoly cmpl 21886

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 2708  ax-rep 5212  ax-sep 5231  ax-nul 5241  ax-pow 5307  ax-pr 5375  ax-un 7689  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115

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 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3062  df-rmo 3342  df-reu 3343  df-rab 3390  df-v 3431  df-sbc 3729  df-csb 3838  df-dif 3892  df-un 3894  df-in 3896  df-ss 3906  df-pss 3909  df-nul 4274  df-if 4467  df-pw 4543  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4851  df-iun 4935  df-br 5086  df-opab 5148  df-mpt 5167  df-tr 5193  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6265  df-ord 6326  df-on 6327  df-lim 6328  df-suc 6329  df-iota 6454  df-fun 6500  df-fn 6501  df-f 6502  df-f1 6503  df-fo 6504  df-f1o 6505  df-fv 6506  df-riota 7324  df-ov 7370  df-oprab 7371  df-mpo 7372  df-of 7631  df-om 7818  df-1st 7942  df-2nd 7943  df-supp 8111  df-frecs 8231  df-wrecs 8262  df-recs 8311  df-rdg 8349  df-1o 8405  df-er 8643  df-map 8775  df-ixp 8846  df-en 8894  df-dom 8895  df-sdom 8896  df-fin 8897  df-fsupp 9275  df-sup 9355  df-pnf 11181  df-mnf 11182  df-xr 11183  df-ltxr 11184  df-le 11185  df-sub 11379  df-neg 11380  df-nn 12175  df-2 12244  df-3 12245  df-4 12246  df-5 12247  df-6 12248  df-7 12249  df-8 12250  df-9 12251  df-n0 12438  df-z 12525  df-dec 12645  df-uz 12789  df-fz 13462  df-struct 17117  df-sets 17134  df-slot 17152  df-ndx 17164  df-base 17180  df-ress 17201  df-plusg 17233  df-mulr 17234  df-sca 17236  df-vsca 17237  df-ip 17238  df-tset 17239  df-ple 17240  df-ds 17242  df-hom 17244  df-cco 17245  df-0g 17404  df-prds 17410  df-pws 17412  df-mgm 18608  df-sgrp 18687  df-mnd 18703  df-grp 18912  df-minusg 18913  df-subg 19099  df-ghm 19188  df-psr 21889  df-mpl 21891

This theorem is referenced by:  selvvvval  43018  evlselv  43020