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 43611
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 2761 . 2 (1r‘𝑃) = (1r‘𝑃)
3 eqid 2761 . 2 (1r‘𝑄) = (1r‘𝑄)
4 eqid 2761 . 2 (.r‘𝑃) = (.r‘𝑃)
5 eqid 2761 . 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 20707 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
108, 9syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
116, 7, 10psrring 22277 . 2 (𝜑 → 𝑃 ∈ Ring)
12 rhmpsr.q . . 3 𝑄 = (𝐼 mPwSer 𝑆)
13 rhmrcl2 20708 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
148, 13syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝑆 ∈ Ring)
1512, 7, 14psrring 22277 . 2 (𝜑 → 𝑄 ∈ Ring)
16 eqid 2761 . . . . . 6 {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
17 eqid 2761 . . . . . 6 (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
18 eqid 2761 . . . . . 6 (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
196, 7, 10, 16, 17, 18, 2psr1 22278 . . . . 5 (𝜑 → (1r‘𝑃) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))))
2019coeq2d 5840 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)) = (𝐻 ∘ (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))))
21 eqid 2761 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22 eqid 2761 . . . . . . 7 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2321, 22rhmf 20715 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
248, 23syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
2521, 18ringidcl 20494 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2610, 25syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2721, 17ring0cl 20496 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2810, 27syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2926, 28ifcld 4529 . . . . . 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 7133 . . . 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 6901 . . . . . 6 (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r‘𝑅)), (𝐻‘(0g‘𝑅)))
33 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
3418, 33rhm1 20724 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐻‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
358, 34syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
36 rhmghm 20714 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆))
37 eqid 2761 . . . . . . . . 9 (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
3817, 37ghmid 19436 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → (𝐻‘(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑆))
398, 36, 383syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑆))
4035, 39ifeq12d 4504 . . . . . 6 (𝜑 → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r‘𝑅)), (𝐻‘(0g‘𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑆), (0g‘𝑆)))
4132, 40eqtrid 2808 . . . . 5 (𝜑 → (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑆), (0g‘𝑆)))
4241mpteq2dv 5199 . . . 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 2800 . . 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 5836 . . . 4 (𝑝 = (1r‘𝑃) → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)))
461, 2ringidcl 20494 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r‘𝑃) ∈ 𝐵)
4711, 46syl 18 . . . 4 (𝜑 → (1r‘𝑃) ∈ 𝐵)
488, 47coexd 7943 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)) ∈ V)
4944, 45, 47, 48fvmptd3 7017 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r‘𝑃)) = (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)))
5012, 7, 14, 16, 37, 33, 3psr1 22278 . . 3 (𝜑 → (1r‘𝑄) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑆), (0g‘𝑆))))
5143, 49, 503eqtr4d 2806 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r‘𝑃)) = (1r‘𝑄))
52 eqid 2761 . . . 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 43610 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(.r‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
57 coeq2 5836 . . . 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 20484 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(.r‘𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
6053, 59coexd 7943 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) ∈ V)
6144, 57, 59, 60fvmptd3 7017 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)))
62 coeq2 5836 . . . . 5 (𝑝 = 𝑥 → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ 𝑥))
6353, 54coexd 7943 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ 𝑥) ∈ V)
6444, 62, 54, 63fvmptd3 7017 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑥) = (𝐻 ∘ 𝑥))
65 coeq2 5836 . . . . 5 (𝑝 = 𝑦 → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ 𝑦))
6653, 55coexd 7943 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ 𝑦) ∈ V)
6744, 65, 55, 66fvmptd3 7017 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) = (𝐻 ∘ 𝑦))
6864, 67oveq12d 7438 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑄)(𝐹‘𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(.r‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
6956, 61, 683eqtr4d 2806 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) = ((𝐹‘𝑥)(.r‘𝑄)(𝐹‘𝑦)))
70 eqid 2761 . 2 (+g‘𝑃) = (+g‘𝑃)
71 eqid 2761 . 2 (+g‘𝑄) = (+g‘𝑄)
72 ghmmhm 19440 . . . . . 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 43608 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → (𝐻 ∘ 𝑝) ∈ (Base‘𝑄))
7776, 44fmptd 7114 . 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 43609 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(+g‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
80 coeq2 5836 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(+g‘𝑃)𝑦) → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)))
8158ringgrpd 20469 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
821, 70, 81, 54, 55grpcld 19158 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(+g‘𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
8353, 82coexd 7943 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) ∈ V)
8444, 80, 82, 83fvmptd3 7017 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)))
8564, 67oveq12d 7438 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → ((𝐹‘𝑥)(+g‘𝑄)(𝐹‘𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(+g‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
8679, 84, 853eqtr4d 2806 . 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 20722 1 (𝜑 → 𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  {crab 3413  Vcvv 3451  ifcif 4482  {csn 4584   ↦ cmpt 5186   × cxp 5649  ◡ccnv 5650   “ cima 5654   ∘ ccom 5655  ⟶wf 6534  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420   ↑m cmap 8847  Fincfn 8973  0cc0 11200  ℕcn 12335  ℕ0cn0 12606  Basecbs 17387  +gcplusg 17428  .rcmulr 17429  0gc0g 17610   MndHom cmhm 18976   GrpHom cghm 19427  1rcur 20407  Ringcrg 20459   RingHom crh 20699   mPwSer cmps 22212
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 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
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 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 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-ofr 7694  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-2o 8477  df-er 8717  df-map 8849  df-pm 8850  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-sup 9434  df-oi 9504  df-card 10020  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-fz 13640  df-fzo 13789  df-seq 14145  df-hash 14475  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-hom 17452  df-cco 17453  df-0g 17612  df-gsum 17613  df-prds 17618  df-pws 17620  df-mre 17756  df-mrc 17757  df-acs 17759  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-mhm 18978  df-submnd 18979  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-mulg 19278  df-ghm 19428  df-cntz 19531  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-rhm 20702  df-psr 22217
This theorem is used by:  rhmpsr1  43612
  Copyright terms: Public domain W3C validator