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

Theorem psrplusg 21904
Description: The addition operation of the multivariate power series structure. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Dec-2014.) (Revised by Mario Carneiro, 2-Oct-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
psrplusg.s 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
psrplusg.b 𝐵 = (Base‘𝑆)
psrplusg.a + = (+g𝑅)
psrplusg.p = (+g𝑆)
Assertion
Ref Expression
psrplusg = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))

Proof of Theorem psrplusg
Dummy variables 𝑓 𝑔 𝑘 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 psrplusg.s . . . . 5 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
2 eqid 2737 . . . . 5 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
3 psrplusg.a . . . . 5 + = (+g𝑅)
4 eqid 2737 . . . . 5 (.r𝑅) = (.r𝑅)
5 eqid 2737 . . . . 5 (TopOpen‘𝑅) = (TopOpen‘𝑅)
6 eqid 2737 . . . . 5 { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} = { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin}
7 psrplusg.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝑆)
8 simpl 482 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐼 ∈ V)
91, 2, 6, 7, 8psrbas 21901 . . . . 5 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ((Base‘𝑅) ↑m { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin}))
10 eqid 2737 . . . . 5 ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))
11 eqid 2737 . . . . 5 (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥))))))) = (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))
12 eqid 2737 . . . . 5 (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓)) = (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓))
13 eqidd 2738 . . . . 5 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)})) = (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)})))
14 simpr 484 . . . . 5 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝑅 ∈ V)
151, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 8, 14psrval 21883 . . . 4 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝑆 = ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑅⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓))⟩, ⟨(TopSet‘ndx), (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)}))⟩}))
1615fveq2d 6846 . . 3 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (+g𝑆) = (+g‘({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑅⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓))⟩, ⟨(TopSet‘ndx), (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)}))⟩})))
17 psrplusg.p . . 3 = (+g𝑆)
187fvexi 6856 . . . . 5 𝐵 ∈ V
1918, 18xpex 7708 . . . 4 (𝐵 × 𝐵) ∈ V
20 ofexg 7637 . . . 4 ((𝐵 × 𝐵) ∈ V → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) ∈ V)
21 psrvalstr 21884 . . . . 5 ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑅⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓))⟩, ⟨(TopSet‘ndx), (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)}))⟩}) Struct ⟨1, 9⟩
22 plusgid 17216 . . . . 5 +g = Slot (+g‘ndx)
23 snsstp2 4775 . . . . . 6 {⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩} ⊆ {⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩}
24 ssun1 4132 . . . . . 6 {⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩} ⊆ ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑅⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓))⟩, ⟨(TopSet‘ndx), (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)}))⟩})
2523, 24sstri 3945 . . . . 5 {⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩} ⊆ ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑅⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓))⟩, ⟨(TopSet‘ndx), (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)}))⟩})
2621, 22, 25strfv 17142 . . . 4 (( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) ∈ V → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = (+g‘({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑅⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓))⟩, ⟨(TopSet‘ndx), (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)}))⟩})))
2719, 20, 26mp2b 10 . . 3 ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = (+g‘({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑓𝐵, 𝑔𝐵 ↦ (𝑘 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ {𝑦 ∈ { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} ∣ 𝑦r𝑘} ↦ ((𝑓𝑥)(.r𝑅)(𝑔‘(𝑘f𝑥)))))))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑅⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ (Base‘𝑅), 𝑓𝐵 ↦ (({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {𝑥}) ∘f (.r𝑅)𝑓))⟩, ⟨(TopSet‘ndx), (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)}))⟩}))
2816, 17, 273eqtr4g 2797 . 2 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)))
29 reldmpsr 21882 . . . . . . 7 Rel dom mPwSer
3029ovprc 7406 . . . . . 6 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mPwSer 𝑅) = ∅)
311, 30eqtrid 2784 . . . . 5 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝑆 = ∅)
3231fveq2d 6846 . . . 4 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (+g𝑆) = (+g‘∅))
3322str0 17128 . . . 4 ∅ = (+g‘∅)
3432, 17, 333eqtr4g 2797 . . 3 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → = ∅)
3531fveq2d 6846 . . . . . . . 8 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (Base‘𝑆) = (Base‘∅))
36 base0 17153 . . . . . . . 8 ∅ = (Base‘∅)
3735, 7, 363eqtr4g 2797 . . . . . . 7 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ∅)
3837xpeq2d 5662 . . . . . 6 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐵 × 𝐵) = (𝐵 × ∅))
39 xp0 5732 . . . . . 6 (𝐵 × ∅) = ∅
4038, 39eqtrdi 2788 . . . . 5 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐵 × 𝐵) = ∅)
4140reseq2d 5946 . . . 4 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ∘f + ↾ ∅))
42 res0 5950 . . . 4 ( ∘f + ↾ ∅) = ∅
4341, 42eqtrdi 2788 . . 3 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ∅)
4434, 43eqtr4d 2775 . 2 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)))
4528, 44pm2.61i 182 1 = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wa 395   = wceq 1542  wcel 2114  {crab 3401  Vcvv 3442  cun 3901  c0 4287  {csn 4582  {ctp 4586  cop 4588   class class class wbr 5100  cmpt 5181   × cxp 5630  ccnv 5631  cres 5634  cima 5635  cfv 6500  (class class class)co 7368  cmpo 7370  f cof 7630  r cofr 7631  m cmap 8775  Fincfn 8895  1c1 11039  cle 11179  cmin 11376  cn 12157  9c9 12219  0cn0 12413  ndxcnx 17132  Basecbs 17148  +gcplusg 17189  .rcmulr 17190  Scalarcsca 17192   ·𝑠 cvsca 17193  TopSetcts 17195  TopOpenctopn 17353  tcpt 17370   Σg cgsu 17372   mPwSer cmps 21872
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 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  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 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-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-of 7632  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-supp 8113  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-er 8645  df-map 8777  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9277  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-uz 12764  df-fz 13436  df-struct 17086  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-tset 17208  df-psr 21877
This theorem is referenced by:  psradd  21905  psrmulr  21910  psrsca  21915  psrvscafval  21916  psrplusgpropd  22188  ply1plusgfvi  22194
  Copyright terms: Public domain W3C validator