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

Theorem psrplusg 21852
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 2730 . . . . 5 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
3 psrplusg.a . . . . 5 + = (+g𝑅)
4 eqid 2730 . . . . 5 (.r𝑅) = (.r𝑅)
5 eqid 2730 . . . . 5 (TopOpen‘𝑅) = (TopOpen‘𝑅)
6 eqid 2730 . . . . 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 21849 . . . . 5 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ((Base‘𝑅) ↑m { ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ ( “ ℕ) ∈ Fin}))
10 eqid 2730 . . . . 5 ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵))
11 eqid 2730 . . . . 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 2730 . . . . 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 2731 . . . . 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 21831 . . . 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 6865 . . 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 6875 . . . . 5 𝐵 ∈ V
1918, 18xpex 7732 . . . 4 (𝐵 × 𝐵) ∈ V
20 ofexg 7661 . . . 4 ((𝐵 × 𝐵) ∈ V → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) ∈ V)
21 psrvalstr 21832 . . . . 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 17254 . . . . 5 +g = Slot (+g‘ndx)
23 snsstp2 4784 . . . . . 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 4144 . . . . . 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 3959 . . . . 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 17180 . . . 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 2790 . 2 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → = ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)))
29 reldmpsr 21830 . . . . . . 7 Rel dom mPwSer
3029ovprc 7428 . . . . . 6 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐼 mPwSer 𝑅) = ∅)
311, 30eqtrid 2777 . . . . 5 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝑆 = ∅)
3231fveq2d 6865 . . . 4 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (+g𝑆) = (+g‘∅))
3322str0 17166 . . . 4 ∅ = (+g‘∅)
3432, 17, 333eqtr4g 2790 . . 3 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → = ∅)
3531fveq2d 6865 . . . . . . . 8 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (Base‘𝑆) = (Base‘∅))
36 base0 17191 . . . . . . . 8 ∅ = (Base‘∅)
3735, 7, 363eqtr4g 2790 . . . . . . 7 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → 𝐵 = ∅)
3837xpeq2d 5671 . . . . . 6 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐵 × 𝐵) = (𝐵 × ∅))
39 xp0 6134 . . . . . 6 (𝐵 × ∅) = ∅
4038, 39eqtrdi 2781 . . . . 5 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → (𝐵 × 𝐵) = ∅)
4140reseq2d 5953 . . . 4 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ( ∘f + ↾ ∅))
42 res0 5957 . . . 4 ( ∘f + ↾ ∅) = ∅
4341, 42eqtrdi 2781 . . 3 (¬ (𝐼 ∈ V ∧ 𝑅 ∈ V) → ( ∘f + ↾ (𝐵 × 𝐵)) = ∅)
4434, 43eqtr4d 2768 . 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 1540  wcel 2109  {crab 3408  Vcvv 3450  cun 3915  c0 4299  {csn 4592  {ctp 4596  cop 4598   class class class wbr 5110  cmpt 5191   × cxp 5639  ccnv 5640  cres 5643  cima 5644  cfv 6514  (class class class)co 7390  cmpo 7392  f cof 7654  r cofr 7655  m cmap 8802  Fincfn 8921  1c1 11076  cle 11216  cmin 11412  cn 12193  9c9 12255  0cn0 12449  ndxcnx 17170  Basecbs 17186  +gcplusg 17227  .rcmulr 17228  Scalarcsca 17230   ·𝑠 cvsca 17231  TopSetcts 17233  TopOpenctopn 17391  tcpt 17408   Σg cgsu 17410   mPwSer cmps 21820
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-tp 4597  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-of 7656  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-er 8674  df-map 8804  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-fsupp 9320  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-4 12258  df-5 12259  df-6 12260  df-7 12261  df-8 12262  df-9 12263  df-n0 12450  df-z 12537  df-uz 12801  df-fz 13476  df-struct 17124  df-slot 17159  df-ndx 17171  df-base 17187  df-plusg 17240  df-mulr 17241  df-sca 17243  df-vsca 17244  df-tset 17246  df-psr 21825
This theorem is referenced by:  psradd  21853  psrmulr  21858  psrsca  21863  psrvscafval  21864  psrplusgpropd  22127  ply1plusgfvi  22133
  Copyright terms: Public domain W3C validator