Theorem psrlinv 22307

Description: The negative function in the ring of power series. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
psrgrp.s	⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
psrgrp.i	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
psrgrp.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
psrnegcl.d	⊢ 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
psrnegcl.i	⊢ 𝑁 = (invg‘𝑅)
psrnegcl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑆)
psrnegcl.z	⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
psrlinv.o	⊢ 0 = (0g‘𝑅)
psrlinv.p	⊢ + = (+g‘𝑆)

Assertion

Ref	Expression
psrlinv	⊢ (𝜑 → ((𝑁 ∘ 𝑋) + 𝑋) = (𝐷 × { 0 }))

Distinct variable group:   𝑓,𝐼

Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝐵(𝑓)   𝐷(𝑓)   + (𝑓)   𝑅(𝑓)   𝑆(𝑓)   𝑁(𝑓)   𝑉(𝑓)   𝑋(𝑓)   0 (𝑓)

Proof of Theorem psrlinv

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		psrnegcl.d	. . . . 5 ⊢ 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
2		ovex 7482	. . . . 5 ⊢ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∈ V
3	1, 2	rabex2 5307	. . . 4 ⊢ 𝐷 ∈ V
4	3	a1i 11	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 ∈ V)
5		fvexd 6929	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑁‘(𝑋‘𝑥)) ∈ V)
6		psrgrp.s	. . . . 5 ⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
7		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
8		psrnegcl.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑆)
9		psrnegcl.z	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
10	6, 7, 1, 8, 9	psrelbas 22287	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑋:𝐷⟶(Base‘𝑅))
11	10	ffvelcdmda 7114	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → (𝑋‘𝑥) ∈ (Base‘𝑅))
12	10	feqmptd 6982	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑋 = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝑋‘𝑥)))
13		psrnegcl.i	. . . . . . 7 ⊢ 𝑁 = (invg‘𝑅)
14		psrgrp.r	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
15	7, 13, 14	grpinvf1o 19260	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑁:(Base‘𝑅)⟶1-1onto(Base‘𝑅))
16		f1of 6852	. . . . . 6 ⊢ (𝑁:(Base‘𝑅)⟶1-1onto(Base‘𝑅) → 𝑁:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑅))
17	15, 16	syl 18	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑁:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑅))
18	17	feqmptd 6982	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑁 = (𝑦 ∈ (Base‘𝑅) ↦ (𝑁‘𝑦)))
19		fveq2 6914	. . . 4 ⊢ (𝑦 = (𝑋‘𝑥) → (𝑁‘𝑦) = (𝑁‘(𝑋‘𝑥)))
20	11, 12, 18, 19	fmptco 7160	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∘ 𝑋) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ (𝑁‘(𝑋‘𝑥))))
21	4, 5, 11, 20, 12	offval2 7743	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 ∘ 𝑋) ∘f (+g‘𝑅)𝑋) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((𝑁‘(𝑋‘𝑥))(+g‘𝑅)(𝑋‘𝑥))))
22		eqid 2763	. . 3 ⊢ (+g‘𝑅) = (+g‘𝑅)
23		psrlinv.p	. . 3 ⊢ + = (+g‘𝑆)
24		psrgrp.i	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
25	6, 24, 14, 1, 13, 8, 9	psrnegcl 22306	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑁 ∘ 𝑋) ∈ 𝐵)
26	6, 8, 22, 23, 25, 9	psradd 22290	. 2 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 ∘ 𝑋) + 𝑋) = ((𝑁 ∘ 𝑋) ∘f (+g‘𝑅)𝑋))
27		fconstmpt 5718	. . 3 ⊢ (𝐷 × { 0 }) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ 0 )
28		psrlinv.o	. . . . . 6 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
29	7, 22, 28, 13	grplinv 19241	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Grp ∧ (𝑋‘𝑥) ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝑁‘(𝑋‘𝑥))(+g‘𝑅)(𝑋‘𝑥)) = 0 )
30	14, 11, 29	syl2an2r 698	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ 𝐷) → ((𝑁‘(𝑋‘𝑥))(+g‘𝑅)(𝑋‘𝑥)) = 0 )
31	30	mpteq2dva 5202	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((𝑁‘(𝑋‘𝑥))(+g‘𝑅)(𝑋‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ 0 ))
32	27, 31	eqtr4id 2817	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝐷 × { 0 }) = (𝑥 ∈ 𝐷 ↦ ((𝑁‘(𝑋‘𝑥))(+g‘𝑅)(𝑋‘𝑥))))
33	21, 26, 32	3eqtr4d 2808	1 ⊢ (𝜑 → ((𝑁 ∘ 𝑋) + 𝑋) = (𝐷 × { 0 }))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  {crab 3416  Vcvv 3454  {csn 4588   ↦ cmpt 5190   × cxp 5654  ^◡ccnv 5655   “ cima 5659   ∘ ccom 5660  ⟶wf 6560  ⟶1-1ontowf1o 6563  ‘cfv 6564  (class class class)co 7449   ∘_f cof 7721   ↑_m cmap 8883  Fincfn 9009  ℕcn 12373  ℕ₀cn0 12644  Basecbs 17428  +_gcplusg 17469  0_gc0g 17651  Grpcgrp 19185  inv_gcminusg 19186   mPwSer cmps 22256

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7781  ax-cnex 11293  ax-resscn 11294  ax-1cn 11295  ax-icn 11296  ax-addcl 11297  ax-addrcl 11298  ax-mulcl 11299  ax-mulrcl 11300  ax-mulcom 11301  ax-addass 11302  ax-mulass 11303  ax-distr 11304  ax-i2m1 11305  ax-1ne0 11306  ax-1rid 11307  ax-rnegex 11308  ax-rrecex 11309  ax-cnre 11310  ax-pre-lttri 11311  ax-pre-lttrn 11312  ax-pre-ltadd 11313  ax-pre-mulgt0 11314

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-iun 4956  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6328  df-ord 6389  df-on 6390  df-lim 6391  df-suc 6392  df-iota 6518  df-fun 6566  df-fn 6567  df-f 6568  df-f1 6569  df-fo 6570  df-f1o 6571  df-fv 6572  df-riota 7406  df-ov 7452  df-oprab 7453  df-mpo 7454  df-of 7723  df-om 7910  df-1st 8033  df-2nd 8034  df-supp 8213  df-frecs 8335  df-wrecs 8366  df-recs 8415  df-rdg 8454  df-1o 8512  df-er 8753  df-map 8885  df-en 9010  df-dom 9011  df-sdom 9012  df-fin 9013  df-fsupp 9390  df-pnf 11382  df-mnf 11383  df-xr 11384  df-ltxr 11385  df-le 11386  df-sub 11580  df-neg 11581  df-nn 12374  df-2 12443  df-3 12444  df-4 12445  df-5 12446  df-6 12447  df-7 12448  df-8 12449  df-9 12450  df-n0 12645  df-z 12732  df-uz 13004  df-fz 13678  df-struct 17366  df-slot 17401  df-ndx 17413  df-base 17429  df-plusg 17482  df-mulr 17483  df-sca 17485  df-vsca 17486  df-tset 17488  df-0g 17653  df-mgm 18857  df-sgrp 18949  df-mnd 18965  df-grp 19188  df-minusg 19189  df-psr 22261

This theorem is used by:  psrneg  22310