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

Theorem psrplusg 21150
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 2738 . . . . 5 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
3 psrplusg.a . . . . 5 + = (+g𝑅)
4 eqid 2738 . . . . 5 (.r𝑅) = (.r𝑅)
5 eqid 2738 . . . . 5 (TopOpen‘𝑅) = (TopOpen‘𝑅)
6 eqid 2738 . . . . 5 { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} = { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin}
7 psrplusg.b . . . . . 6 𝐵 = (Base‘𝑆)
8 simpl 483 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐼 ∈ V)
91, 2, 6, 7, 8psrbas 21147 . . . . 5 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ((Base‘𝑅) ↑m { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin}))
10 eqid 2738 . . . . 5 ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))
11 eqid 2738 . . . . 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 2738 . . . . 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 2739 . . . . 5 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)})) = (∏t‘({ ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin} × {(TopOpen‘𝑅)})))
14 simpr 485 . . . . 5 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝑅 ∈ V)
151, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 8, 14psrval 21118 . . . 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 6778 . . 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 6788 . . . . 5 𝐵 ∈ V
1918, 18xpex 7603 . . . 4 (𝐵 × 𝐵) ∈ V
20 ofexg 7538 . . . 4 ((𝐵 × 𝐵) ∈ V → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) ∈ V)
21 psrvalstr 21119 . . . . 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 16989 . . . . 5 +g = Slot (+g‘ndx)
23 snsstp2 4750 . . . . . 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 4106 . . . . . 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 3930 . . . . 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 16905 . . . 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 2803 . 2 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)))
29 reldmpsr 21117 . . . . . . 7 Rel dom mPwSer
3029ovprc 7313 . . . . . 6 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mPwSer 𝑅) = ∅)
311, 30eqtrid 2790 . . . . 5 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝑆 = ∅)
3231fveq2d 6778 . . . 4 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (+g𝑆) = (+g‘∅))
3322str0 16890 . . . 4 ∅ = (+g‘∅)
3432, 17, 333eqtr4g 2803 . . 3 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → = ∅)
3531fveq2d 6778 . . . . . . . 8 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (Base‘𝑆) = (Base‘∅))
36 base0 16917 . . . . . . . 8 ∅ = (Base‘∅)
3735, 7, 363eqtr4g 2803 . . . . . . 7 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ∅)
3837xpeq2d 5619 . . . . . 6 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐵 × 𝐵) = (𝐵 × ∅))
39 xp0 6061 . . . . . 6 (𝐵 × ∅) = ∅
4038, 39eqtrdi 2794 . . . . 5 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐵 × 𝐵) = ∅)
4140reseq2d 5891 . . . 4 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ∘f + ↾ ∅))
42 res0 5895 . . . 4 ( ∘f + ↾ ∅) = ∅
4341, 42eqtrdi 2794 . . 3 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ∅)
4434, 43eqtr4d 2781 . 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 396   = wceq 1539  wcel 2106  {crab 3068  Vcvv 3432  cun 3885  c0 4256  {csn 4561  {ctp 4565  cop 4567   class class class wbr 5074  cmpt 5157   × cxp 5587  ccnv 5588  cres 5591  cima 5592  cfv 6433  (class class class)co 7275  cmpo 7277  f cof 7531  r cofr 7532  m cmap 8615  Fincfn 8733  1c1 10872  cle 11010  cmin 11205  cn 11973  9c9 12035  0cn0 12233  ndxcnx 16894  Basecbs 16912  +gcplusg 16962  .rcmulr 16963  Scalarcsca 16965   ·𝑠 cvsca 16966  TopSetcts 16968  TopOpenctopn 17132  tcpt 17149   Σg cgsu 17151   mPwSer cmps 21107
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-supp 7978  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-map 8617  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-fsupp 9129  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-z 12320  df-uz 12583  df-fz 13240  df-struct 16848  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-sca 16978  df-vsca 16979  df-tset 16981  df-psr 21112
This theorem is referenced by:  psradd  21151  psrmulr  21153  psrsca  21158  psrvscafval  21159  psrplusgpropd  21407  ply1plusgfvi  21413
  Copyright terms: Public domain W3C validator