Theorem psrring 22100

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 2764	. 2 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆))
2		eqidd 2764	. 2 ⊢ (𝜑 → (+g‘𝑆) = (+g‘𝑆))
3		eqidd 2764	. 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 20321	. . . 4 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp)
8	6, 7	syl 18	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Grp)
9	4, 5, 8	psrgrp 22087	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ Grp)
10		eqid 2763	. . 3 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
11		eqid 2763	. . 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 22077	. 2 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝑥(.r‘𝑆)𝑦) ∈ (Base‘𝑆))
16	5	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝐼 ∈ 𝑉)
17	6	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆) ∧ 𝑧 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑅 ∈ Ring)
18		eqid 2763	. . 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 22094	. 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 2763	. . 3 ⊢ (+g‘𝑆) = (+g‘𝑆)
24	4, 16, 17, 18, 11, 10, 19, 20, 21, 23	psrdi 22095	. 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 22096	. 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 2763	. . 3 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
27		eqid 2763	. . 3 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
28		eqid 2763	. . 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 22091	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑟 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑟 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ (Base‘𝑆))
30	5	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝐼 ∈ 𝑉)
31	6	adantr 485	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑅 ∈ Ring)
32		simpr 489	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑆)) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑆))
33	4, 30, 31, 18, 26, 27, 28, 10, 11, 32	psrlidm 22092	. 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 22093	. 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 20375	1 ⊢ (𝜑 → 𝑆 ∈ Ring)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2143  {crab 3416  ifcif 4488  {csn 4590   ↦ cmpt 5193   × cxp 5661  ^◡ccnv 5662   “ cima 5666  ‘cfv 6538  (class class class)co 7412   ↑_m cmap 8825  Fincfn 8944  0cc0 11101  ℕcn 12234  ℕ₀cn0 12505  Basecbs 17270  +_gcplusg 17311  ._rcmulr 17312  0_gc0g 17493  Grpcgrp 19001  1_rcur 20264  Ringcrg 20316   mPwSer cmps 22035

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1825  ax-4 1839  ax-5 1940  ax-6 1997  ax-7 2038  ax-8 2145  ax-9 2153  ax-10 2176  ax-11 2192  ax-12 2213  ax-ext 2735  ax-rep 5239  ax-sep 5258  ax-nul 5270  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7734  ax-cnex 11157  ax-resscn 11158  ax-1cn 11159  ax-icn 11160  ax-addcl 11161  ax-addrcl 11162  ax-mulcl 11163  ax-mulrcl 11164  ax-mulcom 11165  ax-addass 11166  ax-mulass 11167  ax-distr 11168  ax-i2m1 11169  ax-1ne0 11170  ax-1rid 11171  ax-rnegex 11172  ax-rrecex 11173  ax-cnre 11174  ax-pre-lttri 11175  ax-pre-lttrn 11176  ax-pre-ltadd 11177  ax-pre-mulgt0 11178

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1810  df-nf 1814  df-sb 2097  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3457  df-sbc 3746  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4288  df-if 4489  df-pw 4565  df-sn 4591  df-pr 4593  df-tp 4595  df-op 4597  df-uni 4874  df-int 4914  df-iun 4959  df-iin 4960  df-br 5111  df-opab 5175  df-mpt 5194  df-tr 5220  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-se 5617  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-isom 6547  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7676  df-ofr 7677  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8158  df-frecs 8279  df-wrecs 8310  df-recs 8359  df-rdg 8398  df-1o 8454  df-2o 8455  df-er 8695  df-map 8827  df-pm 8828  df-ixp 8897  df-en 8945  df-dom 8946  df-sdom 8947  df-fin 8948  df-fsupp 9323  df-sup 9403  df-oi 9473  df-card 9926  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11444  df-neg 11445  df-nn 12235  df-2 12304  df-3 12305  df-4 12306  df-5 12307  df-6 12308  df-7 12309  df-8 12310  df-9 12311  df-n0 12506  df-z 12593  df-dec 12713  df-uz 12864  df-fz 13537  df-fzo 13685  df-seq 14040  df-hash 14369  df-struct 17208  df-sets 17225  df-slot 17243  df-ndx 17255  df-base 17271  df-ress 17292  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-ds 17333  df-hom 17335  df-cco 17336  df-0g 17495  df-gsum 17496  df-prds 17501  df-pws 17503  df-mre 17639  df-mrc 17640  df-acs 17642  df-mgm 18699  df-sgrp 18778  df-mnd 18794  df-mhm 18842  df-submnd 18843  df-grp 19004  df-minusg 19005  df-mulg 19135  df-ghm 19285  df-cntz 19388  df-cmn 19853  df-abl 19854  df-mgp 20218  df-rng 20232  df-ur 20265  df-ring 20318  df-psr 22040

This theorem is referenced by:  psr1  22101  psrcrng  22102  psrassa  22103  subrgpsr  22108  psrascl  22109  psrasclcl  22110  mplsubrg  22135  psdascl  22312  opsrring  22385  psrnzr  33880  psrgsum  33916  mplmonprod  33922  rhmpsr  43295