Theorem psrring 22257

Description: The ring of power series is a ring. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
psrring.s	⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
psrring.i	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
psrring.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)

Assertion

Ref	Expression
psrring	⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ Ring)

Proof of Theorem psrring

Dummy variables 𝑥 𝑓 𝑦 𝑧 𝑟 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqidd 2762	. 2 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆))
2		eqidd 2762	. 2 ⊢ (𝜑 → (+g‘𝑆) = (+g‘𝑆))
3		eqidd 2762	. 2 ⊢ (𝜑 → (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆))
4		psrring.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
5		psrring.i	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
6		psrring.r	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
7		ringgrp 20444	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
8	6, 7	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
9	4, 5, 8	psrgrp 22244	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ Grp)
10		eqid 2761	. . 3 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
11		eqid 2761	. . 3 ⊢ (.r‘𝑆) = (.r‘𝑆)
12	6	3ad2ant1 1151	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑅 ∈ Ring)
13		simp2 1155	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
14		simp3 1156	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))
15	4, 10, 11, 12, 13, 14	psrmulcl 22234	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝑥(.r‘𝑆)𝑦) ∈ (Base‘𝑆))
16	5	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝐼 ∈ 𝑉)
17	6	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑅 ∈ Ring)
18		eqid 2761	. . 3 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
19		simpr1 1213	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
20		simpr2 1214	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))
21		simpr3 1215	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))
22	4, 16, 17, 18, 11, 10, 19, 20, 21	psrass1 22251	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → ((𝑥(.r‘𝑆)𝑦)(.r‘𝑆)𝑧) = (𝑥(.r‘𝑆)(𝑦(.r‘𝑆)𝑧)))
23		eqid 2761	. . 3 ⊢ (+g‘𝑆) = (+g‘𝑆)
24	4, 16, 17, 18, 11, 10, 19, 20, 21, 23	psrdi 22252	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝑥(.r‘𝑆)(𝑦(+g‘𝑆)𝑧)) = ((𝑥(.r‘𝑆)𝑦)(+g‘𝑆)(𝑥(.r‘𝑆)𝑧)))
25	4, 16, 17, 18, 11, 10, 19, 20, 21, 23	psrdir 22253	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → ((𝑥(+g‘𝑆)𝑦)(.r‘𝑆)𝑧) = ((𝑥(.r‘𝑆)𝑧)(+g‘𝑆)(𝑦(.r‘𝑆)𝑧)))
26		eqid 2761	. . 3 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
27		eqid 2761	. . 3 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
28		eqid 2761	. . 3 ⊢ (𝑟 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑟 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = (𝑟 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑟 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))
29	4, 5, 6, 18, 26, 27, 28, 10	psr1cl 22248	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑟 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑟 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ (Base‘𝑆))
30	5	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝐼 ∈ 𝑉)
31	6	adantr 486	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑅 ∈ Ring)
32		simpr 490	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
33	4, 30, 31, 18, 26, 27, 28, 10, 11, 32	psrlidm 22249	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → ((𝑟 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑟 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))(.r‘𝑆)𝑥) = 𝑥)
34	4, 30, 31, 18, 26, 27, 28, 10, 11, 32	psrridm 22250	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝑥(.r‘𝑆)(𝑟 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑟 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))) = 𝑥)
35	1, 2, 3, 9, 15, 22, 24, 25, 29, 33, 34	isringd 20502	1 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ Ring)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  {crab 3413  ifcif 4482  {csn 4584   ↦ cmpt 5186   × cxp 5649  ^◡ccnv 5650   “ cima 5654  ‘cfv 6531  (class class class)co 7412   ↑_m cmap 8831  Fincfn 8957  0cc0 11181  ℕcn 12316  ℕ₀cn0 12587  Basecbs 17367  +_gcplusg 17408  ._rcmulr 17409  0_gc0g 17590  Grpcgrp 19124  1_rcur 20387  Ringcrg 20439   mPwSer cmps 22192

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7740  ax-cnex 11237  ax-resscn 11238  ax-1cn 11239  ax-icn 11240  ax-addcl 11241  ax-addrcl 11242  ax-mulcl 11243  ax-mulrcl 11244  ax-mulcom 11245  ax-addass 11246  ax-mulass 11247  ax-distr 11248  ax-i2m1 11249  ax-1ne0 11250  ax-1rid 11251  ax-rnegex 11252  ax-rrecex 11253  ax-cnre 11254  ax-pre-lttri 11255  ax-pre-lttrn 11256  ax-pre-ltadd 11257  ax-pre-mulgt0 11258

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-int 4908  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-se 5605  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6297  df-ord 6358  df-on 6359  df-lim 6360  df-suc 6361  df-iota 6487  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-isom 6540  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7682  df-ofr 7683  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8460  df-2o 8461  df-er 8701  df-map 8833  df-pm 8834  df-ixp 8910  df-en 8958  df-dom 8959  df-sdom 8960  df-fin 8961  df-fsupp 9338  df-sup 9418  df-oi 9488  df-card 10001  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11524  df-neg 11525  df-nn 12317  df-2 12386  df-3 12387  df-4 12388  df-5 12389  df-6 12390  df-7 12391  df-8 12392  df-9 12393  df-n0 12588  df-z 12675  df-dec 12796  df-uz 12947  df-fz 13621  df-fzo 13769  df-seq 14125  df-hash 14455  df-struct 17305  df-sets 17322  df-slot 17340  df-ndx 17352  df-base 17368  df-ress 17389  df-plusg 17421  df-mulr 17422  df-sca 17424  df-vsca 17425  df-ip 17426  df-tset 17427  df-ple 17428  df-ds 17430  df-hom 17432  df-cco 17433  df-0g 17592  df-gsum 17593  df-prds 17598  df-pws 17600  df-mre 17736  df-mrc 17737  df-acs 17739  df-mgm 18796  df-sgrp 18888  df-mnd 18904  df-mhm 18958  df-submnd 18959  df-grp 19127  df-minusg 19128  df-mulg 19258  df-ghm 19408  df-cntz 19511  df-cmn 19976  df-abl 19977  df-mgp 20341  df-rng 20355  df-ur 20388  df-ring 20441  df-psr 22197

This theorem is used by:  psr1  22258  psrcrng  22259  psrassa  22260  subrgpsr  22265  psrascl  22266  psrasclcl  22267  mplsubrg  22292  psdascl  22469  opsrring  22542  psrnzr  34126  psrgsum  34162  mplmonprod  34168  rhmpsr  43573