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

Theorem rhmpsr 43751
Description: Provide a ring homomorphism between two power series algebras over their respective base rings given a ring homomorphism between the two base rings. (Contributed by SN, 8-Feb-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
rhmpsr.p 𝑃 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
rhmpsr.q 𝑄 = (𝐼 mPwSer 𝑆)
rhmpsr.b 𝐵 = (Base‘𝑃)
rhmpsr.f 𝐹 = (𝑝 ∈ 𝐵 ↦ (𝐻 ∘ 𝑝))
rhmpsr.i (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
rhmpsr.h (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
Assertion
Ref Expression
rhmpsr (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑝   𝐻,𝑝   𝑃,𝑝   𝑄,𝑝   𝜑,𝑝
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑝)   𝑆(𝑝)   𝐹(𝑝)   𝐼(𝑝)   𝑉(𝑝)

Proof of Theorem rhmpsr
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑑 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 rhmpsr.b . 2 𝐵 = (Base‘𝑃)
2 eqid 2763 . 2 (1r‘𝑃) = (1r‘𝑃)
3 eqid 2763 . 2 (1r‘𝑄) = (1r‘𝑄)
4 eqid 2763 . 2 (.r‘𝑃) = (.r‘𝑃)
5 eqid 2763 . 2 (.r‘𝑄) = (.r‘𝑄)
6 rhmpsr.p . . 3 𝑃 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
7 rhmpsr.i . . 3 (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑉)
8 rhmpsr.h . . . 4 (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
9 rhmrcl1 20719 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
108, 9syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
116, 7, 10psrring 22289 . 2 (𝜑 → 𝑃 ∈ Ring)
12 rhmpsr.q . . 3 𝑄 = (𝐼 mPwSer 𝑆)
13 rhmrcl2 20720 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
148, 13syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝑆 ∈ Ring)
1512, 7, 14psrring 22289 . 2 (𝜑 → 𝑄 ∈ Ring)
16 eqid 2763 . . . . . 6 {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
17 eqid 2763 . . . . . 6 (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
18 eqid 2763 . . . . . 6 (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
196, 7, 10, 16, 17, 18, 2psr1 22290 . . . . 5 (𝜑 → (1r‘𝑃) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))))
2019coeq2d 5844 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)) = (𝐻 ∘ (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))))
21 eqid 2763 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22 eqid 2763 . . . . . . 7 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2321, 22rhmf 20727 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
248, 23syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
2521, 18ringidcl 20506 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2610, 25syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2721, 17ring0cl 20508 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2810, 27syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2926, 28ifcld 4531 . . . . . 6 (𝜑 → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
3029adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
3124, 30cofmpt 7141 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))))
32 fvif 6909 . . . . . 6 (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r‘𝑅)), (𝐻‘(0g‘𝑅)))
33 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
3418, 33rhm1 20736 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐻‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
358, 34syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
36 rhmghm 20726 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆))
37 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
3817, 37ghmid 19448 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → (𝐻‘(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑆))
398, 36, 383syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑆))
4035, 39ifeq12d 4506 . . . . . 6 (𝜑 → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r‘𝑅)), (𝐻‘(0g‘𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑆), (0g‘𝑆)))
4132, 40eqtrid 2810 . . . . 5 (𝜑 → (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑆), (0g‘𝑆)))
4241mpteq2dv 5201 . . . 4 (𝜑 → (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑆), (0g‘𝑆))))
4320, 31, 423eqtrd 2802 . . 3 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑆), (0g‘𝑆))))
44 rhmpsr.f . . . 4 𝐹 = (𝑝 ∈ 𝐵 ↦ (𝐻 ∘ 𝑝))
45 coeq2 5840 . . . 4 (𝑝 = (1r‘𝑃) → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)))
461, 2ringidcl 20506 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r‘𝑃) ∈ 𝐵)
4711, 46syl 18 . . . 4 (𝜑 → (1r‘𝑃) ∈ 𝐵)
488, 47coexd 7950 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)) ∈ V)
4944, 45, 47, 48fvmptd3 7025 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r‘𝑃)) = (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)))
5012, 7, 14, 16, 37, 33, 3psr1 22290 . . 3 (𝜑 → (1r‘𝑄) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑆), (0g‘𝑆))))
5143, 49, 503eqtr4d 2808 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r‘𝑃)) = (1r‘𝑄))
52 eqid 2763 . . . 4 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
538adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
54 simprl 783 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝑥 ∈ 𝐵)
55 simprr 785 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝑦 ∈ 𝐵)
566, 12, 1, 52, 4, 5, 53, 54, 55rhmcomulpsr 43750 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(.r‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
57 coeq2 5840 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(.r‘𝑃)𝑦) → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)))
5811adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Ring)
591, 4, 58, 54, 55ringcld 20496 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(.r‘𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
6053, 59coexd 7950 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) ∈ V)
6144, 57, 59, 60fvmptd3 7025 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)))
62 coeq2 5840 . . . . 5 (𝑝 = 𝑥 → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ 𝑥))
6353, 54coexd 7950 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ 𝑥) ∈ V)
6444, 62, 54, 63fvmptd3 7025 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑥) = (𝐻 ∘ 𝑥))
65 coeq2 5840 . . . . 5 (𝑝 = 𝑦 → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ 𝑦))
6653, 55coexd 7950 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ 𝑦) ∈ V)
6744, 65, 55, 66fvmptd3 7025 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) = (𝐻 ∘ 𝑦))
6864, 67oveq12d 7445 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑄)(𝐹‘𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(.r‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
6956, 61, 683eqtr4d 2808 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑄)(𝐹‘𝑦)))
70 eqid 2763 . 2 (+g‘𝑃) = (+g‘𝑃)
71 eqid 2763 . 2 (+g‘𝑄) = (+g‘𝑄)
72 ghmmhm 19452 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
738, 36, 723syl 19 . . . . 5 (𝜑 → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
7473adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
75 simpr 490 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → 𝑝 ∈ 𝐵)
766, 12, 1, 52, 74, 75mhmcopsr 43748 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → (𝐻 ∘ 𝑝) ∈ (Base‘𝑄))
7776, 44fmptd 7122 . 2 (𝜑 → 𝐹:𝐵⟶(Base‘𝑄))
7853, 36, 723syl 19 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
796, 12, 1, 52, 70, 71, 78, 54, 55mhmcoaddpsr 43749 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(+g‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
80 coeq2 5840 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(+g‘𝑃)𝑦) → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)))
8158ringgrpd 20481 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
821, 70, 81, 54, 55grpcld 19170 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(+g‘𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
8353, 82coexd 7950 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) ∈ V)
8444, 80, 82, 83fvmptd3 7025 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)))
8564, 67oveq12d 7445 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → ((𝐹‘𝑥)(+g‘𝑄)(𝐹‘𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(+g‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
8679, 84, 853eqtr4d 2808 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(+g‘𝑄)(𝐹‘𝑦)))
871, 2, 3, 4, 5, 11, 15, 51, 69, 52, 70, 71, 77, 86isrhmd 20734 1 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1569   ∈ wcel 2146  {crab 3415  Vcvv 3453  ifcif 4484  {csn 4587   ↦ cmpt 5188   × cxp 5652  ◡ccnv 5653   “ cima 5657   ∘ ccom 5658  ⟶wf 6542  ‘cfv 6546  (class class class)co 7427   ↑m cmap 8858  Fincfn 8984  0cc0 11210  ℕcn 12345  ℕ0cn0 12616  Basecbs 17399  +gcplusg 17440  .rcmulr 17441  0gc0g 17622   MndHom cmhm 18988   GrpHom cghm 19439  1rcur 20419  Ringcrg 20471   RingHom crh 20711   mPwSer cmps 22224
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  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 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4838  df-uni 4870  df-int 4910  df-iun 4955  df-iin 4956  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-se 5608  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-isom 6555  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-of 7700  df-ofr 7701  df-om 7885  df-1st 8008  df-2nd 8009  df-supp 8188  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8487  df-2o 8488  df-er 8728  df-map 8860  df-pm 8861  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9365  df-sup 9444  df-oi 9514  df-card 10030  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-nn 12346  df-2 12415  df-3 12416  df-4 12417  df-5 12418  df-6 12419  df-7 12420  df-8 12421  df-9 12422  df-n0 12617  df-z 12704  df-dec 12825  df-uz 12976  df-fz 13650  df-fzo 13799  df-seq 14155  df-hash 14485  df-struct 17337  df-sets 17354  df-slot 17372  df-ndx 17384  df-base 17400  df-ress 17421  df-plusg 17453  df-mulr 17454  df-sca 17456  df-vsca 17457  df-ip 17458  df-tset 17459  df-ple 17460  df-ds 17462  df-hom 17464  df-cco 17465  df-0g 17624  df-gsum 17625  df-prds 17630  df-pws 17632  df-mre 17768  df-mrc 17769  df-acs 17771  df-mgm 18828  df-sgrp 18920  df-mnd 18936  df-mhm 18990  df-submnd 18991  df-grp 19159  df-minusg 19160  df-mulg 19290  df-ghm 19440  df-cntz 19543  df-cmn 20008  df-abl 20009  df-mgp 20373  df-rng 20387  df-ur 20420  df-ring 20473  df-rhm 20714  df-psr 22229
This theorem is used by:  rhmpsr1  43752
  Copyright terms: Public domain W3C validator