Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  rhmmpl Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem rhmmpl 41663
Description: Provide a ring homomorphism between two polynomial algebras over their respective base rings given a ring homomorphism between the two base rings. Compare pwsco2rhm 20403. TODO: Currently mhmvlin 22250 would have to be moved up. Investigate the usefulness of surrounding theorems like mndvcl 22244 and the difference between mhmvlin 22250, ofco 7689, and ofco2 22304. (Contributed by SN, 8-Feb-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
rhmmpl.p 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
rhmmpl.q 𝑄 = (𝐼 mPoly 𝑆)
rhmmpl.b 𝐵 = (Base‘𝑃)
rhmmpl.f 𝐹 = (𝑝𝐵 ↦ (𝐻𝑝))
rhmmpl.i (𝜑𝐼𝑉)
rhmmpl.h (𝜑𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
Assertion
Ref Expression
rhmmpl (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Distinct variable groups:   𝑃,𝑝   𝐻,𝑝   𝑄,𝑝   𝐵,𝑝   𝜑,𝑝
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑝)   𝑆(𝑝)   𝐹(𝑝)   𝐼(𝑝)   𝑉(𝑝)

Proof of Theorem rhmmpl
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑑 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rhmmpl.b . 2 𝐵 = (Base‘𝑃)
2 eqid 2726 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2726 . 2 (1r𝑄) = (1r𝑄)
4 eqid 2726 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2726 . 2 (.r𝑄) = (.r𝑄)
6 rhmmpl.p . . 3 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
7 rhmmpl.i . . 3 (𝜑𝐼𝑉)
8 rhmmpl.h . . . 4 (𝜑𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
9 rhmrcl1 20376 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
108, 9syl 17 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
116, 7, 10mplringd 41655 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
12 rhmmpl.q . . 3 𝑄 = (𝐼 mPoly 𝑆)
13 rhmrcl2 20377 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
148, 13syl 17 . . 3 (𝜑𝑆 ∈ Ring)
1512, 7, 14mplringd 41655 . 2 (𝜑𝑄 ∈ Ring)
16 eqid 2726 . . . . . 6 {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
17 eqid 2726 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
18 eqid 2726 . . . . . 6 (1r𝑅) = (1r𝑅)
196, 16, 17, 18, 2, 7, 10mpl1 21909 . . . . 5 (𝜑 → (1r𝑃) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))))
2019coeq2d 5855 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r𝑃)) = (𝐻 ∘ (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)))))
21 eqid 2726 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22 eqid 2726 . . . . . . 7 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2321, 22rhmf 20385 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
248, 23syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
2521, 18ringidcl 20163 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (1r𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2610, 25syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2721, 17ring0cl 20164 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (0g𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2810, 27syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (0g𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2926, 28ifcld 4569 . . . . . 6 (𝜑 → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
3029adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
3124, 30cofmpt 7125 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)))) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)))))
32 fvif 6900 . . . . . 6 (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r𝑅)), (𝐻‘(0g𝑅)))
33 eqid 2726 . . . . . . . . 9 (1r𝑆) = (1r𝑆)
3418, 33rhm1 20389 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐻‘(1r𝑅)) = (1r𝑆))
358, 34syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(1r𝑅)) = (1r𝑆))
36 rhmghm 20384 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆))
37 eqid 2726 . . . . . . . . 9 (0g𝑆) = (0g𝑆)
3817, 37ghmid 19145 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → (𝐻‘(0g𝑅)) = (0g𝑆))
398, 36, 383syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(0g𝑅)) = (0g𝑆))
4035, 39ifeq12d 4544 . . . . . 6 (𝜑 → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r𝑅)), (𝐻‘(0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆)))
4132, 40eqtrid 2778 . . . . 5 (𝜑 → (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆)))
4241mpteq2dv 5243 . . . 4 (𝜑 → (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)))) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆))))
4320, 31, 423eqtrd 2770 . . 3 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r𝑃)) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆))))
44 rhmmpl.f . . . 4 𝐹 = (𝑝𝐵 ↦ (𝐻𝑝))
45 coeq2 5851 . . . 4 (𝑝 = (1r𝑃) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (1r𝑃)))
461, 2ringidcl 20163 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r𝑃) ∈ 𝐵)
4711, 46syl 17 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑃) ∈ 𝐵)
488, 47coexd 41590 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r𝑃)) ∈ V)
4944, 45, 47, 48fvmptd3 7014 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (𝐻 ∘ (1r𝑃)))
5012, 16, 37, 33, 3, 7, 14mpl1 21909 . . 3 (𝜑 → (1r𝑄) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆))))
5143, 49, 503eqtr4d 2776 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (1r𝑄))
52 eqid 2726 . . . 4 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
537adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝐼𝑉)
548adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
55 simprl 768 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑥𝐵)
56 simprr 770 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑦𝐵)
576, 12, 1, 52, 4, 5, 53, 54, 55, 56rhmcomulmpl 41662 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)) = ((𝐻𝑥)(.r𝑄)(𝐻𝑦)))
58 coeq2 5851 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(.r𝑃)𝑦) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)))
5911adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑃 ∈ Ring)
601, 4, 59, 55, 56ringcld 20160 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(.r𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
61 ovexd 7439 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(.r𝑃)𝑦) ∈ V)
6254, 61coexd 41590 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)) ∈ V)
6344, 58, 60, 62fvmptd3 7014 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)))
64 coeq2 5851 . . . . 5 (𝑝 = 𝑥 → (𝐻𝑝) = (𝐻𝑥))
6554, 55coexd 41590 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻𝑥) ∈ V)
6644, 64, 55, 65fvmptd3 7014 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹𝑥) = (𝐻𝑥))
67 coeq2 5851 . . . . 5 (𝑝 = 𝑦 → (𝐻𝑝) = (𝐻𝑦))
6854, 56coexd 41590 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻𝑦) ∈ V)
6944, 67, 56, 68fvmptd3 7014 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹𝑦) = (𝐻𝑦))
7066, 69oveq12d 7422 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ((𝐹𝑥)(.r𝑄)(𝐹𝑦)) = ((𝐻𝑥)(.r𝑄)(𝐻𝑦)))
7157, 63, 703eqtr4d 2776 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r𝑃)𝑦)) = ((𝐹𝑥)(.r𝑄)(𝐹𝑦)))
72 eqid 2726 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
73 eqid 2726 . 2 (+g𝑄) = (+g𝑄)
747adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑝𝐵) → 𝐼𝑉)
75 ghmmhm 19149 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
768, 36, 753syl 18 . . . . 5 (𝜑𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
7776adantr 480 . . . 4 ((𝜑𝑝𝐵) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
78 simpr 484 . . . 4 ((𝜑𝑝𝐵) → 𝑝𝐵)
796, 12, 1, 52, 74, 77, 78mhmcompl 41658 . . 3 ((𝜑𝑝𝐵) → (𝐻𝑝) ∈ (Base‘𝑄))
8079, 44fmptd 7108 . 2 (𝜑𝐹:𝐵⟶(Base‘𝑄))
8176adantr 480 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
826, 12, 1, 52, 72, 73, 53, 81, 55, 56mhmcoaddmpl 41661 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)) = ((𝐻𝑥)(+g𝑄)(𝐻𝑦)))
83 coeq2 5851 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(+g𝑃)𝑦) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)))
8411ringgrpd 20145 . . . . . 6 (𝜑𝑃 ∈ Grp)
8584adantr 480 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
861, 72, 85, 55, 56grpcld 18875 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
87 ovexd 7439 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ V)
8854, 87coexd 41590 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)) ∈ V)
8944, 83, 86, 88fvmptd3 7014 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)))
9066, 69oveq12d 7422 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ((𝐹𝑥)(+g𝑄)(𝐹𝑦)) = ((𝐻𝑥)(+g𝑄)(𝐻𝑦)))
9182, 89, 903eqtr4d 2776 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑃)𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝑄)(𝐹𝑦)))
921, 2, 3, 4, 5, 11, 15, 51, 71, 52, 72, 73, 80, 91isrhmd 20388 1 (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1533  wcel 2098  {crab 3426  Vcvv 3468  ifcif 4523  {csn 4623  cmpt 5224   × cxp 5667  ccnv 5668  cima 5672  ccom 5673  wf 6532  cfv 6536  (class class class)co 7404  m cmap 8819  Fincfn 8938  0cc0 11109  cn 12213  0cn0 12473  Basecbs 17151  +gcplusg 17204  .rcmulr 17205  0gc0g 17392   MndHom cmhm 18709  Grpcgrp 18861   GrpHom cghm 19136  1rcur 20084  Ringcrg 20136   RingHom crh 20369   mPoly cmpl 21796
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2163  ax-ext 2697  ax-rep 5278  ax-sep 5292  ax-nul 5299  ax-pow 5356  ax-pr 5420  ax-un 7721  ax-cnex 11165  ax-resscn 11166  ax-1cn 11167  ax-icn 11168  ax-addcl 11169  ax-addrcl 11170  ax-mulcl 11171  ax-mulrcl 11172  ax-mulcom 11173  ax-addass 11174  ax-mulass 11175  ax-distr 11176  ax-i2m1 11177  ax-1ne0 11178  ax-1rid 11179  ax-rnegex 11180  ax-rrecex 11181  ax-cnre 11182  ax-pre-lttri 11183  ax-pre-lttrn 11184  ax-pre-ltadd 11185  ax-pre-mulgt0 11186
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2704  df-cleq 2718  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2935  df-nel 3041  df-ral 3056  df-rex 3065  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3427  df-v 3470  df-sbc 3773  df-csb 3889  df-dif 3946  df-un 3948  df-in 3950  df-ss 3960  df-pss 3962  df-nul 4318  df-if 4524  df-pw 4599  df-sn 4624  df-pr 4626  df-tp 4628  df-op 4630  df-uni 4903  df-int 4944  df-iun 4992  df-iin 4993  df-br 5142  df-opab 5204  df-mpt 5225  df-tr 5259  df-id 5567  df-eprel 5573  df-po 5581  df-so 5582  df-fr 5624  df-se 5625  df-we 5626  df-xp 5675  df-rel 5676  df-cnv 5677  df-co 5678  df-dm 5679  df-rn 5680  df-res 5681  df-ima 5682  df-pred 6293  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6488  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7360  df-ov 7407  df-oprab 7408  df-mpo 7409  df-of 7666  df-ofr 7667  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8144  df-frecs 8264  df-wrecs 8295  df-recs 8369  df-rdg 8408  df-1o 8464  df-er 8702  df-map 8821  df-pm 8822  df-ixp 8891  df-en 8939  df-dom 8940  df-sdom 8941  df-fin 8942  df-fsupp 9361  df-sup 9436  df-oi 9504  df-card 9933  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11447  df-neg 11448  df-nn 12214  df-2 12276  df-3 12277  df-4 12278  df-5 12279  df-6 12280  df-7 12281  df-8 12282  df-9 12283  df-n0 12474  df-z 12560  df-dec 12679  df-uz 12824  df-fz 13488  df-fzo 13631  df-seq 13970  df-hash 14294  df-struct 17087  df-sets 17104  df-slot 17122  df-ndx 17134  df-base 17152  df-ress 17181  df-plusg 17217  df-mulr 17218  df-sca 17220  df-vsca 17221  df-ip 17222  df-tset 17223  df-ple 17224  df-ds 17226  df-hom 17228  df-cco 17229  df-0g 17394  df-gsum 17395  df-prds 17400  df-pws 17402  df-mre 17537  df-mrc 17538  df-acs 17540  df-mgm 18571  df-sgrp 18650  df-mnd 18666  df-mhm 18711  df-submnd 18712  df-grp 18864  df-minusg 18865  df-mulg 18994  df-subg 19048  df-ghm 19137  df-cntz 19231  df-cmn 19700  df-abl 19701  df-mgp 20038  df-rng 20056  df-ur 20085  df-ring 20138  df-rhm 20372  df-subrng 20444  df-subrg 20469  df-psr 21799  df-mpl 21801
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator