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

Theorem psrmulcllem 19788
 Description: Closure of the power series multiplication operation. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
psrmulcl.s 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
psrmulcl.b 𝐵 = (Base‘𝑆)
psrmulcl.t · = (.r𝑆)
psrmulcl.r (𝜑𝑅 ∈ Ring)
psrmulcl.x (𝜑𝑋𝐵)
psrmulcl.y (𝜑𝑌𝐵)
psrmulcl.d 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
Assertion
Ref Expression
psrmulcllem (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) ∈ 𝐵)
Distinct variable group:   𝑓,𝐼
Allowed substitution hints:   𝜑(𝑓)   𝐵(𝑓)   𝐷(𝑓)   𝑅(𝑓)   𝑆(𝑓)   · (𝑓)   𝑋(𝑓)   𝑌(𝑓)

Proof of Theorem psrmulcllem
Dummy variables 𝑥 𝑘 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2778 . . . . 5 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
2 eqid 2778 . . . . 5 (0g𝑅) = (0g𝑅)
3 psrmulcl.r . . . . . . 7 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
43adantr 474 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐷) → 𝑅 ∈ Ring)
5 ringcmn 18972 . . . . . 6 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ CMnd)
64, 5syl 17 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐷) → 𝑅 ∈ CMnd)
7 psrmulcl.x . . . . . . . 8 (𝜑𝑋𝐵)
8 reldmpsr 19762 . . . . . . . . 9 Rel dom mPwSer
9 psrmulcl.s . . . . . . . . 9 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
10 psrmulcl.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝑆)
118, 9, 10elbasov 16321 . . . . . . . 8 (𝑋𝐵 → (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V))
127, 11syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V))
1312simpld 490 . . . . . 6 (𝜑𝐼 ∈ V)
14 psrmulcl.d . . . . . . 7 𝐷 = {𝑓 ∈ (ℕ0𝑚 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
1514psrbaglefi 19773 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑘𝐷) → {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ∈ Fin)
1613, 15sylan 575 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐷) → {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ∈ Fin)
173ad2antrr 716 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝑅 ∈ Ring)
189, 1, 14, 10, 7psrelbas 19780 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑋:𝐷⟶(Base‘𝑅))
1918ad2antrr 716 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝑋:𝐷⟶(Base‘𝑅))
20 simpr 479 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘})
21 breq1 4891 . . . . . . . . . . 11 (𝑦 = 𝑥 → (𝑦𝑟𝑘𝑥𝑟𝑘))
2221elrab 3572 . . . . . . . . . 10 (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↔ (𝑥𝐷𝑥𝑟𝑘))
2320, 22sylib 210 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → (𝑥𝐷𝑥𝑟𝑘))
2423simpld 490 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝑥𝐷)
2519, 24ffvelrnd 6626 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → (𝑋𝑥) ∈ (Base‘𝑅))
26 psrmulcl.y . . . . . . . . . 10 (𝜑𝑌𝐵)
279, 1, 14, 10, 26psrelbas 19780 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑌:𝐷⟶(Base‘𝑅))
2827ad2antrr 716 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝑌:𝐷⟶(Base‘𝑅))
2913ad2antrr 716 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝐼 ∈ V)
30 simplr 759 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝑘𝐷)
3114psrbagf 19766 . . . . . . . . . . 11 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑥𝐷) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
3229, 24, 31syl2anc 579 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝑥:𝐼⟶ℕ0)
3323simprd 491 . . . . . . . . . 10 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → 𝑥𝑟𝑘)
3414psrbagcon 19772 . . . . . . . . . 10 ((𝐼 ∈ V ∧ (𝑘𝐷𝑥:𝐼⟶ℕ0𝑥𝑟𝑘)) → ((𝑘𝑓𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝑘𝑓𝑥) ∘𝑟𝑘))
3529, 30, 32, 33, 34syl13anc 1440 . . . . . . . . 9 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → ((𝑘𝑓𝑥) ∈ 𝐷 ∧ (𝑘𝑓𝑥) ∘𝑟𝑘))
3635simpld 490 . . . . . . . 8 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → (𝑘𝑓𝑥) ∈ 𝐷)
3728, 36ffvelrnd 6626 . . . . . . 7 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → (𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)) ∈ (Base‘𝑅))
38 eqid 2778 . . . . . . . 8 (.r𝑅) = (.r𝑅)
391, 38ringcl 18952 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑋𝑥) ∈ (Base‘𝑅) ∧ (𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)) ∈ (Base‘𝑅)) → ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥))) ∈ (Base‘𝑅))
4017, 25, 37, 39syl3anc 1439 . . . . . 6 (((𝜑𝑘𝐷) ∧ 𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}) → ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥))) ∈ (Base‘𝑅))
4140fmpttd 6651 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐷) → (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↦ ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)))):{𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘}⟶(Base‘𝑅))
42 fvexd 6463 . . . . . 6 ((𝜑𝑘𝐷) → (0g𝑅) ∈ V)
4341, 16, 42fdmfifsupp 8575 . . . . 5 ((𝜑𝑘𝐷) → (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↦ ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)))) finSupp (0g𝑅))
441, 2, 6, 16, 41, 43gsumcl 18706 . . . 4 ((𝜑𝑘𝐷) → (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↦ ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥))))) ∈ (Base‘𝑅))
4544fmpttd 6651 . . 3 (𝜑 → (𝑘𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↦ ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)))))):𝐷⟶(Base‘𝑅))
46 fvex 6461 . . . 4 (Base‘𝑅) ∈ V
47 ovex 6956 . . . . 5 (ℕ0𝑚 𝐼) ∈ V
4814, 47rabex2 5053 . . . 4 𝐷 ∈ V
4946, 48elmap 8171 . . 3 ((𝑘𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↦ ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)))))) ∈ ((Base‘𝑅) ↑𝑚 𝐷) ↔ (𝑘𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↦ ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)))))):𝐷⟶(Base‘𝑅))
5045, 49sylibr 226 . 2 (𝜑 → (𝑘𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↦ ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)))))) ∈ ((Base‘𝑅) ↑𝑚 𝐷))
51 psrmulcl.t . . 3 · = (.r𝑆)
529, 10, 38, 51, 14, 7, 26psrmulfval 19786 . 2 (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) = (𝑘𝐷 ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦𝐷𝑦𝑟𝑘} ↦ ((𝑋𝑥)(.r𝑅)(𝑌‘(𝑘𝑓𝑥)))))))
539, 1, 14, 10, 13psrbas 19779 . 2 (𝜑𝐵 = ((Base‘𝑅) ↑𝑚 𝐷))
5450, 52, 533eltr4d 2874 1 (𝜑 → (𝑋 · 𝑌) ∈ 𝐵)
 Colors of variables: wff setvar class Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 386   = wceq 1601   ∈ wcel 2107  {crab 3094  Vcvv 3398   class class class wbr 4888   ↦ cmpt 4967  ◡ccnv 5356   “ cima 5360  ⟶wf 6133  ‘cfv 6137  (class class class)co 6924   ∘𝑓 cof 7174   ∘𝑟 cofr 7175   ↑𝑚 cmap 8142  Fincfn 8243   ≤ cle 10414   − cmin 10608  ℕcn 11378  ℕ0cn0 11646  Basecbs 16259  .rcmulr 16343  0gc0g 16490   Σg cgsu 16491  CMndccmn 18583  Ringcrg 18938   mPwSer cmps 19752 This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1839  ax-4 1853  ax-5 1953  ax-6 2021  ax-7 2055  ax-8 2109  ax-9 2116  ax-10 2135  ax-11 2150  ax-12 2163  ax-13 2334  ax-ext 2754  ax-rep 5008  ax-sep 5019  ax-nul 5027  ax-pow 5079  ax-pr 5140  ax-un 7228  ax-cnex 10330  ax-resscn 10331  ax-1cn 10332  ax-icn 10333  ax-addcl 10334  ax-addrcl 10335  ax-mulcl 10336  ax-mulrcl 10337  ax-mulcom 10338  ax-addass 10339  ax-mulass 10340  ax-distr 10341  ax-i2m1 10342  ax-1ne0 10343  ax-1rid 10344  ax-rnegex 10345  ax-rrecex 10346  ax-cnre 10347  ax-pre-lttri 10348  ax-pre-lttrn 10349  ax-pre-ltadd 10350  ax-pre-mulgt0 10351 This theorem depends on definitions:  df-bi 199  df-an 387  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1605  df-ex 1824  df-nf 1828  df-sb 2012  df-mo 2551  df-eu 2587  df-clab 2764  df-cleq 2770  df-clel 2774  df-nfc 2921  df-ne 2970  df-nel 3076  df-ral 3095  df-rex 3096  df-reu 3097  df-rmo 3098  df-rab 3099  df-v 3400  df-sbc 3653  df-csb 3752  df-dif 3795  df-un 3797  df-in 3799  df-ss 3806  df-pss 3808  df-nul 4142  df-if 4308  df-pw 4381  df-sn 4399  df-pr 4401  df-tp 4403  df-op 4405  df-uni 4674  df-int 4713  df-iun 4757  df-br 4889  df-opab 4951  df-mpt 4968  df-tr 4990  df-id 5263  df-eprel 5268  df-po 5276  df-so 5277  df-fr 5316  df-se 5317  df-we 5318  df-xp 5363  df-rel 5364  df-cnv 5365  df-co 5366  df-dm 5367  df-rn 5368  df-res 5369  df-ima 5370  df-pred 5935  df-ord 5981  df-on 5982  df-lim 5983  df-suc 5984  df-iota 6101  df-fun 6139  df-fn 6140  df-f 6141  df-f1 6142  df-fo 6143  df-f1o 6144  df-fv 6145  df-isom 6146  df-riota 6885  df-ov 6927  df-oprab 6928  df-mpt2 6929  df-of 7176  df-ofr 7177  df-om 7346  df-1st 7447  df-2nd 7448  df-supp 7579  df-wrecs 7691  df-recs 7753  df-rdg 7791  df-1o 7845  df-2o 7846  df-oadd 7849  df-er 8028  df-map 8144  df-pm 8145  df-ixp 8197  df-en 8244  df-dom 8245  df-sdom 8246  df-fin 8247  df-fsupp 8566  df-oi 8706  df-card 9100  df-pnf 10415  df-mnf 10416  df-xr 10417  df-ltxr 10418  df-le 10419  df-sub 10610  df-neg 10611  df-nn 11379  df-2 11442  df-3 11443  df-4 11444  df-5 11445  df-6 11446  df-7 11447  df-8 11448  df-9 11449  df-n0 11647  df-z 11733  df-uz 11997  df-fz 12648  df-fzo 12789  df-seq 13124  df-hash 13440  df-struct 16261  df-ndx 16262  df-slot 16263  df-base 16265  df-sets 16266  df-plusg 16355  df-mulr 16356  df-sca 16358  df-vsca 16359  df-tset 16361  df-0g 16492  df-gsum 16493  df-mgm 17632  df-sgrp 17674  df-mnd 17685  df-grp 17816  df-minusg 17817  df-cntz 18137  df-cmn 18585  df-abl 18586  df-mgp 18881  df-ur 18893  df-ring 18940  df-psr 19757 This theorem is referenced by:  psrmulcl  19789
 Copyright terms: Public domain W3C validator