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 43877
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 20758 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
108, 9syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
116, 7, 10psrring 22332 . 2 (𝜑 → 𝑃 ∈ Ring)
12 rhmpsr.q . . 3 𝑄 = (𝐼 mPwSer 𝑆)
13 rhmrcl2 20759 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
148, 13syl 18 . . 3 (𝜑 → 𝑆 ∈ Ring)
1512, 7, 14psrring 22332 . 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 22333 . . . . 5 (𝜑 → (1r‘𝑃) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))))
2019coeq2d 5851 . . . 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 20766 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
248, 23syl 18 . . . . 5 (𝜑 → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
2521, 18ringidcl 20545 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2610, 25syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2721, 17ring0cl 20547 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2810, 27syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2926, 28ifcld 4532 . . . . . 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 7165 . . . 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 6932 . . . . . 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 20775 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐻‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
358, 34syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(1r‘𝑅)) = (1r‘𝑆))
36 rhmghm 20765 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆))
37 eqid 2763 . . . . . . . . 9 (0g‘𝑆) = (0g‘𝑆)
3817, 37ghmid 19486 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → (𝐻‘(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑆))
398, 36, 383syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(0g‘𝑅)) = (0g‘𝑆))
4035, 39ifeq12d 4507 . . . . . 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 5205 . . . 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 5847 . . . 4 (𝑝 = (1r‘𝑃) → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)))
461, 2ringidcl 20545 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r‘𝑃) ∈ 𝐵)
4711, 46syl 18 . . . 4 (𝜑 → (1r‘𝑃) ∈ 𝐵)
488, 47coexd 7977 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)) ∈ V)
4944, 45, 47, 48fvmptd3 7048 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r‘𝑃)) = (𝐻 ∘ (1r‘𝑃)))
5012, 7, 14, 16, 37, 33, 3psr1 22333 . . 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 43876 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(.r‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
57 coeq2 5847 . . . 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 20535 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(.r‘𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
6053, 59coexd 7977 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) ∈ V)
6144, 57, 59, 60fvmptd3 7048 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r‘𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r‘𝑃)𝑦)))
62 coeq2 5847 . . . . 5 (𝑝 = 𝑥 → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ 𝑥))
6353, 54coexd 7977 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ 𝑥) ∈ V)
6444, 62, 54, 63fvmptd3 7048 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑥) = (𝐻 ∘ 𝑥))
65 coeq2 5847 . . . . 5 (𝑝 = 𝑦 → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ 𝑦))
6653, 55coexd 7977 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ 𝑦) ∈ V)
6744, 65, 55, 66fvmptd3 7048 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑦) = (𝐻 ∘ 𝑦))
6864, 67oveq12d 7469 . . 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 19490 . . . . . 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 43874 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑝 ∈ 𝐵) → (𝐻 ∘ 𝑝) ∈ (Base‘𝑄))
7776, 44fmptd 7146 . 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 43875 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) = ((𝐻 ∘ 𝑥)(+g‘𝑄)(𝐻 ∘ 𝑦)))
80 coeq2 5847 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(+g‘𝑃)𝑦) → (𝐻 ∘ 𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)))
8158ringgrpd 20520 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
821, 70, 81, 54, 55grpcld 19208 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(+g‘𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
8353, 82coexd 7977 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) ∈ V)
8444, 80, 82, 83fvmptd3 7048 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g‘𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g‘𝑃)𝑦)))
8564, 67oveq12d 7469 . . 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 20773 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 2147  {crab 3416  Vcvv 3454  ifcif 4485  {csn 4588   ↦ cmpt 5192   × cxp 5656  ◡ccnv 5657   “ cima 5661   ∘ ccom 5662  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ↑m cmap 8885  Fincfn 9011  0cc0 11239  ℕcn 12375  ℕ0cn0 12646  Basecbs 17431  +gcplusg 17472  .rcmulr 17473  0gc0g 17660   MndHom cmhm 19026   GrpHom cghm 19477  1rcur 20458  Ringcrg 20510   RingHom crh 20750   mPwSer cmps 22267
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-int 4913  df-iun 4958  df-iin 4959  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-se 5612  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-isom 6575  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-ofr 7726  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-2o 8515  df-er 8755  df-map 8887  df-pm 8888  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-sup 9471  df-oi 9541  df-card 10057  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-fz 13680  df-fzo 13829  df-seq 14185  df-hash 14516  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-hom 17497  df-cco 17498  df-0g 17662  df-gsum 17663  df-prds 17668  df-pws 17670  df-mre 17806  df-mrc 17807  df-acs 17809  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-mhm 19028  df-submnd 19029  df-grp 19197  df-minusg 19198  df-mulg 19328  df-ghm 19478  df-cntz 19582  df-cmn 20047  df-abl 20048  df-mgp 20412  df-rng 20426  df-ur 20459  df-ring 20512  df-rhm 20753  df-psr 22272
This theorem is used by:  rhmpsr1  43878
  Copyright terms: Public domain W3C validator