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

Theorem psrplusg 21896
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 21893 . . . . 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 21875 . . . 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 6839 . . 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 6849 . . . . 5 𝐵 ∈ V
1918, 18xpex 7700 . . . 4 (𝐵 × 𝐵) ∈ V
20 ofexg 7629 . . . 4 ((𝐵 × 𝐵) ∈ V → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) ∈ V)
21 psrvalstr 21876 . . . . 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 17208 . . . . 5 +g = Slot (+g‘ndx)
23 snsstp2 4774 . . . . . 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 4131 . . . . . 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 3944 . . . . 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 17134 . . . 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 21874 . . . . . . 7 Rel dom mPwSer
3029ovprc 7398 . . . . . 6 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mPwSer 𝑅) = ∅)
311, 30eqtrid 2784 . . . . 5 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝑆 = ∅)
3231fveq2d 6839 . . . 4 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (+g𝑆) = (+g‘∅))
3322str0 17120 . . . 4 ∅ = (+g‘∅)
3432, 17, 333eqtr4g 2797 . . 3 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → = ∅)
3531fveq2d 6839 . . . . . . . 8 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (Base‘𝑆) = (Base‘∅))
36 base0 17145 . . . . . . . 8 ∅ = (Base‘∅)
3735, 7, 363eqtr4g 2797 . . . . . . 7 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ∅)
3837xpeq2d 5655 . . . . . 6 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐵 × 𝐵) = (𝐵 × ∅))
39 xp0 5725 . . . . . 6 (𝐵 × ∅) = ∅
4038, 39eqtrdi 2788 . . . . 5 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐵 × 𝐵) = ∅)
4140reseq2d 5939 . . . 4 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ∘f + ↾ ∅))
42 res0 5943 . . . 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 3400  Vcvv 3441  cun 3900  c0 4286  {csn 4581  {ctp 4585  cop 4587   class class class wbr 5099  cmpt 5180   × cxp 5623  ccnv 5624  cres 5627  cima 5628  cfv 6493  (class class class)co 7360  cmpo 7362  f cof 7622  r cofr 7623  m cmap 8767  Fincfn 8887  1c1 11031  cle 11171  cmin 11368  cn 12149  9c9 12211  0cn0 12405  ndxcnx 17124  Basecbs 17140  +gcplusg 17181  .rcmulr 17182  Scalarcsca 17184   ·𝑠 cvsca 17185  TopSetcts 17187  TopOpenctopn 17345  tcpt 17362   Σg cgsu 17364   mPwSer cmps 21864
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 5225  ax-sep 5242  ax-nul 5252  ax-pow 5311  ax-pr 5378  ax-un 7682  ax-cnex 11086  ax-resscn 11087  ax-1cn 11088  ax-icn 11089  ax-addcl 11090  ax-addrcl 11091  ax-mulcl 11092  ax-mulrcl 11093  ax-mulcom 11094  ax-addass 11095  ax-mulass 11096  ax-distr 11097  ax-i2m1 11098  ax-1ne0 11099  ax-1rid 11100  ax-rnegex 11101  ax-rrecex 11102  ax-cnre 11103  ax-pre-lttri 11104  ax-pre-lttrn 11105  ax-pre-ltadd 11106  ax-pre-mulgt0 11107
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 3062  df-reu 3352  df-rab 3401  df-v 3443  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4287  df-if 4481  df-pw 4557  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4865  df-iun 4949  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7317  df-ov 7363  df-oprab 7364  df-mpo 7365  df-of 7624  df-om 7811  df-1st 7935  df-2nd 7936  df-supp 8105  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-er 8637  df-map 8769  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-fsupp 9269  df-pnf 11172  df-mnf 11173  df-xr 11174  df-ltxr 11175  df-le 11176  df-sub 11370  df-neg 11371  df-nn 12150  df-2 12212  df-3 12213  df-4 12214  df-5 12215  df-6 12216  df-7 12217  df-8 12218  df-9 12219  df-n0 12406  df-z 12493  df-uz 12756  df-fz 13428  df-struct 17078  df-slot 17113  df-ndx 17125  df-base 17141  df-plusg 17194  df-mulr 17195  df-sca 17197  df-vsca 17198  df-tset 17200  df-psr 21869
This theorem is referenced by:  psradd  21897  psrmulr  21902  psrsca  21907  psrvscafval  21908  psrplusgpropd  22180  ply1plusgfvi  22186
  Copyright terms: Public domain W3C validator