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 43375
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 = (𝑝𝐵 ↦ (𝐻𝑝))
rhmpsr.i (𝜑𝐼𝑉)
rhmpsr.h (𝜑𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
Assertion
Ref Expression
rhmpsr (𝜑𝐹 ∈ (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 2765 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2765 . 2 (1r𝑄) = (1r𝑄)
4 eqid 2765 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2765 . 2 (.r𝑄) = (.r𝑄)
6 rhmpsr.p . . 3 𝑃 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
7 rhmpsr.i . . 3 (𝜑𝐼𝑉)
8 rhmpsr.h . . . 4 (𝜑𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
9 rhmrcl1 20607 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
108, 9syl 18 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
116, 7, 10psrring 22171 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
12 rhmpsr.q . . 3 𝑄 = (𝐼 mPwSer 𝑆)
13 rhmrcl2 20608 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
148, 13syl 18 . . 3 (𝜑𝑆 ∈ Ring)
1512, 7, 14psrring 22171 . 2 (𝜑𝑄 ∈ Ring)
16 eqid 2765 . . . . . 6 {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
17 eqid 2765 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
18 eqid 2765 . . . . . 6 (1r𝑅) = (1r𝑅)
196, 7, 10, 16, 17, 18, 2psr1 22172 . . . . 5 (𝜑 → (1r𝑃) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))))
2019coeq2d 5850 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r𝑃)) = (𝐻 ∘ (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)))))
21 eqid 2765 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22 eqid 2765 . . . . . . 7 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2321, 22rhmf 20615 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
248, 23syl 18 . . . . 5 (𝜑𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
2521, 18ringidcl 20395 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (1r𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2610, 25syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2721, 17ring0cl 20397 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (0g𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2810, 27syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (0g𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2926, 28ifcld 4536 . . . . . 6 (𝜑 → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
3029adantr 486 . . . . 5 ((𝜑𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
3124, 30cofmpt 7132 . . . 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 6901 . . . . . 6 (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r𝑅)), (𝐻‘(0g𝑅)))
33 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (1r𝑆) = (1r𝑆)
3418, 33rhm1 20624 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐻‘(1r𝑅)) = (1r𝑆))
358, 34syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(1r𝑅)) = (1r𝑆))
36 rhmghm 20614 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆))
37 eqid 2765 . . . . . . . . 9 (0g𝑆) = (0g𝑆)
3817, 37ghmid 19338 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → (𝐻‘(0g𝑅)) = (0g𝑆))
398, 36, 383syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(0g𝑅)) = (0g𝑆))
4035, 39ifeq12d 4511 . . . . . 6 (𝜑 → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r𝑅)), (𝐻‘(0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆)))
4132, 40eqtrid 2812 . . . . 5 (𝜑 → (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆)))
4241mpteq2dv 5207 . . . 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 2804 . . 3 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r𝑃)) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆))))
44 rhmpsr.f . . . 4 𝐹 = (𝑝𝐵 ↦ (𝐻𝑝))
45 coeq2 5846 . . . 4 (𝑝 = (1r𝑃) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (1r𝑃)))
461, 2ringidcl 20395 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r𝑃) ∈ 𝐵)
4711, 46syl 18 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑃) ∈ 𝐵)
488, 47coexd 7934 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r𝑃)) ∈ V)
4944, 45, 47, 48fvmptd3 7017 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (𝐻 ∘ (1r𝑃)))
5012, 7, 14, 16, 37, 33, 3psr1 22172 . . 3 (𝜑 → (1r𝑄) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆))))
5143, 49, 503eqtr4d 2810 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (1r𝑄))
52 eqid 2765 . . . 4 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
538adantr 486 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆))
54 simprl 783 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑥𝐵)
55 simprr 785 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑦𝐵)
566, 12, 1, 52, 4, 5, 53, 54, 55rhmcomulpsr 43374 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)) = ((𝐻𝑥)(.r𝑄)(𝐻𝑦)))
57 coeq2 5846 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(.r𝑃)𝑦) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)))
5811adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑃 ∈ Ring)
591, 4, 58, 54, 55ringcld 20385 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(.r𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
6053, 59coexd 7934 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)) ∈ V)
6144, 57, 59, 60fvmptd3 7017 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)))
62 coeq2 5846 . . . . 5 (𝑝 = 𝑥 → (𝐻𝑝) = (𝐻𝑥))
6353, 54coexd 7934 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻𝑥) ∈ V)
6444, 62, 54, 63fvmptd3 7017 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹𝑥) = (𝐻𝑥))
65 coeq2 5846 . . . . 5 (𝑝 = 𝑦 → (𝐻𝑝) = (𝐻𝑦))
6653, 55coexd 7934 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻𝑦) ∈ V)
6744, 65, 55, 66fvmptd3 7017 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹𝑦) = (𝐻𝑦))
6864, 67oveq12d 7437 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ((𝐹𝑥)(.r𝑄)(𝐹𝑦)) = ((𝐻𝑥)(.r𝑄)(𝐻𝑦)))
6956, 61, 683eqtr4d 2810 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r𝑃)𝑦)) = ((𝐹𝑥)(.r𝑄)(𝐹𝑦)))
70 eqid 2765 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
71 eqid 2765 . 2 (+g𝑄) = (+g𝑄)
72 ghmmhm 19342 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
738, 36, 723syl 19 . . . . 5 (𝜑𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
7473adantr 486 . . . 4 ((𝜑𝑝𝐵) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
75 simpr 490 . . . 4 ((𝜑𝑝𝐵) → 𝑝𝐵)
766, 12, 1, 52, 74, 75mhmcopsr 43372 . . 3 ((𝜑𝑝𝐵) → (𝐻𝑝) ∈ (Base‘𝑄))
7776, 44fmptd 7113 . 2 (𝜑𝐹:𝐵⟶(Base‘𝑄))
7853, 36, 723syl 19 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝐻 ∈ (𝑅 MndHom 𝑆))
796, 12, 1, 52, 70, 71, 78, 54, 55mhmcoaddpsr 43373 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)) = ((𝐻𝑥)(+g𝑄)(𝐻𝑦)))
80 coeq2 5846 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(+g𝑃)𝑦) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)))
8158ringgrpd 20370 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
821, 70, 81, 54, 55grpcld 19060 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
8353, 82coexd 7934 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)) ∈ V)
8444, 80, 82, 83fvmptd3 7017 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)))
8564, 67oveq12d 7437 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ((𝐹𝑥)(+g𝑄)(𝐹𝑦)) = ((𝐻𝑥)(+g𝑄)(𝐻𝑦)))
8679, 84, 853eqtr4d 2810 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑃)𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝑄)(𝐹𝑦)))
871, 2, 3, 4, 5, 11, 15, 51, 69, 52, 70, 71, 77, 86isrhmd 20622 1 (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2146  {crab 3418  Vcvv 3457  ifcif 4489  {csn 4591  cmpt 5194   × cxp 5661  ccnv 5662  cima 5666  ccom 5667  wf 6536  cfv 6540  (class class class)co 7419  m cmap 8830  Fincfn 8949  0cc0 11117  cn 12250  0cn0 12521  Basecbs 17293  +gcplusg 17334  .rcmulr 17335  0gc0g 17516   MndHom cmhm 18878   GrpHom cghm 19329  1rcur 20309  Ringcrg 20361   RingHom crh 20599   mPwSer cmps 22106
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 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7742  ax-cnex 11173  ax-resscn 11174  ax-1cn 11175  ax-icn 11176  ax-addcl 11177  ax-addrcl 11178  ax-mulcl 11179  ax-mulrcl 11180  ax-mulcom 11181  ax-addass 11182  ax-mulass 11183  ax-distr 11184  ax-i2m1 11185  ax-1ne0 11186  ax-1rid 11187  ax-rnegex 11188  ax-rrecex 11189  ax-cnre 11190  ax-pre-lttri 11191  ax-pre-lttrn 11192  ax-pre-ltadd 11193  ax-pre-mulgt0 11194
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 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-int 4915  df-iun 4960  df-iin 4961  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  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 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-isom 6549  df-riota 7376  df-ov 7422  df-oprab 7423  df-mpo 7424  df-of 7684  df-ofr 7685  df-om 7869  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8902  df-en 8950  df-dom 8951  df-sdom 8952  df-fin 8953  df-fsupp 9329  df-sup 9409  df-oi 9479  df-card 9941  df-pnf 11262  df-mnf 11263  df-xr 11264  df-ltxr 11265  df-le 11266  df-sub 11460  df-neg 11461  df-nn 12251  df-2 12320  df-3 12321  df-4 12322  df-5 12323  df-6 12324  df-7 12325  df-8 12326  df-9 12327  df-n0 12522  df-z 12609  df-dec 12730  df-uz 12881  df-fz 13554  df-fzo 13702  df-seq 14058  df-hash 14387  df-struct 17231  df-sets 17248  df-slot 17266  df-ndx 17278  df-base 17294  df-ress 17315  df-plusg 17347  df-mulr 17348  df-sca 17350  df-vsca 17351  df-ip 17352  df-tset 17353  df-ple 17354  df-ds 17356  df-hom 17358  df-cco 17359  df-0g 17518  df-gsum 17519  df-prds 17524  df-pws 17526  df-mre 17662  df-mrc 17663  df-acs 17665  df-mgm 18722  df-sgrp 18811  df-mnd 18827  df-mhm 18880  df-submnd 18881  df-grp 19049  df-minusg 19050  df-mulg 19180  df-ghm 19330  df-cntz 19433  df-cmn 19898  df-abl 19899  df-mgp 20263  df-rng 20277  df-ur 20310  df-ring 20363  df-rhm 20602  df-psr 22111
This theorem is used by:  rhmpsr1  43376
  Copyright terms: Public domain W3C validator