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 43430
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 2760 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2760 . 2 (1r𝑄) = (1r𝑄)
4 eqid 2760 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2760 . 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 20619 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑅 ∈ Ring)
108, 9syl 18 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
116, 7, 10psrring 22185 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
12 rhmpsr.q . . 3 𝑄 = (𝐼 mPwSer 𝑆)
13 rhmrcl2 20620 . . . 4 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝑆 ∈ Ring)
148, 13syl 18 . . 3 (𝜑𝑆 ∈ Ring)
1512, 7, 14psrring 22185 . 2 (𝜑𝑄 ∈ Ring)
16 eqid 2760 . . . . . 6 {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
17 eqid 2760 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
18 eqid 2760 . . . . . 6 (1r𝑅) = (1r𝑅)
196, 7, 10, 16, 17, 18, 2psr1 22186 . . . . 5 (𝜑 → (1r𝑃) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))))
2019coeq2d 5842 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r𝑃)) = (𝐻 ∘ (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)))))
21 eqid 2760 . . . . . . 7 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
22 eqid 2760 . . . . . . 7 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2321, 22rhmf 20627 . . . . . 6 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
248, 23syl 18 . . . . 5 (𝜑𝐻:(Base‘𝑅)⟶(Base‘𝑆))
2521, 18ringidcl 20407 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (1r𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2610, 25syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2721, 17ring0cl 20409 . . . . . . . 8 (𝑅 ∈ Ring → (0g𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2810, 27syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (0g𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
2926, 28ifcld 4529 . . . . . 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 7127 . . . 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 6895 . . . . . 6 (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r𝑅)), (𝐻‘(0g𝑅)))
33 eqid 2760 . . . . . . . . 9 (1r𝑆) = (1r𝑆)
3418, 33rhm1 20636 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → (𝐻‘(1r𝑅)) = (1r𝑆))
358, 34syl 18 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(1r𝑅)) = (1r𝑆))
36 rhmghm 20626 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 RingHom 𝑆) → 𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆))
37 eqid 2760 . . . . . . . . 9 (0g𝑆) = (0g𝑆)
3817, 37ghmid 19350 . . . . . . . 8 (𝐻 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑆) → (𝐻‘(0g𝑅)) = (0g𝑆))
398, 36, 383syl 19 . . . . . . 7 (𝜑 → (𝐻‘(0g𝑅)) = (0g𝑆))
4035, 39ifeq12d 4504 . . . . . 6 (𝜑 → if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (𝐻‘(1r𝑅)), (𝐻‘(0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆)))
4132, 40eqtrid 2807 . . . . 5 (𝜑 → (𝐻‘if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))) = if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆)))
4241mpteq2dv 5199 . . . 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 2799 . . 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 5838 . . . 4 (𝑝 = (1r𝑃) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (1r𝑃)))
461, 2ringidcl 20407 . . . . 5 (𝑃 ∈ Ring → (1r𝑃) ∈ 𝐵)
4711, 46syl 18 . . . 4 (𝜑 → (1r𝑃) ∈ 𝐵)
488, 47coexd 7929 . . . 4 (𝜑 → (𝐻 ∘ (1r𝑃)) ∈ V)
4944, 45, 47, 48fvmptd3 7011 . . 3 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (𝐻 ∘ (1r𝑃)))
5012, 7, 14, 16, 37, 33, 3psr1 22186 . . 3 (𝜑 → (1r𝑄) = (𝑑 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑑 = (𝐼 × {0}), (1r𝑆), (0g𝑆))))
5143, 49, 503eqtr4d 2805 . 2 (𝜑 → (𝐹‘(1r𝑃)) = (1r𝑄))
52 eqid 2760 . . . 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 43429 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)) = ((𝐻𝑥)(.r𝑄)(𝐻𝑦)))
57 coeq2 5838 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(.r𝑃)𝑦) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)))
5811adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑃 ∈ Ring)
591, 4, 58, 54, 55ringcld 20397 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(.r𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
6053, 59coexd 7929 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)) ∈ V)
6144, 57, 59, 60fvmptd3 7011 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(.r𝑃)𝑦)))
62 coeq2 5838 . . . . 5 (𝑝 = 𝑥 → (𝐻𝑝) = (𝐻𝑥))
6353, 54coexd 7929 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻𝑥) ∈ V)
6444, 62, 54, 63fvmptd3 7011 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹𝑥) = (𝐻𝑥))
65 coeq2 5838 . . . . 5 (𝑝 = 𝑦 → (𝐻𝑝) = (𝐻𝑦))
6653, 55coexd 7929 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻𝑦) ∈ V)
6744, 65, 55, 66fvmptd3 7011 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹𝑦) = (𝐻𝑦))
6864, 67oveq12d 7432 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ((𝐹𝑥)(.r𝑄)(𝐹𝑦)) = ((𝐻𝑥)(.r𝑄)(𝐻𝑦)))
6956, 61, 683eqtr4d 2805 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(.r𝑃)𝑦)) = ((𝐹𝑥)(.r𝑄)(𝐹𝑦)))
70 eqid 2760 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
71 eqid 2760 . 2 (+g𝑄) = (+g𝑄)
72 ghmmhm 19354 . . . . . 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 43427 . . 3 ((𝜑𝑝𝐵) → (𝐻𝑝) ∈ (Base‘𝑄))
7776, 44fmptd 7108 . 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 43428 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)) = ((𝐻𝑥)(+g𝑄)(𝐻𝑦)))
80 coeq2 5838 . . . 4 (𝑝 = (𝑥(+g𝑃)𝑦) → (𝐻𝑝) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)))
8158ringgrpd 20382 . . . . 5 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → 𝑃 ∈ Grp)
821, 70, 81, 54, 55grpcld 19072 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(+g𝑃)𝑦) ∈ 𝐵)
8353, 82coexd 7929 . . . 4 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)) ∈ V)
8444, 80, 82, 83fvmptd3 7011 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑃)𝑦)) = (𝐻 ∘ (𝑥(+g𝑃)𝑦)))
8564, 67oveq12d 7432 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → ((𝐹𝑥)(+g𝑄)(𝐹𝑦)) = ((𝐻𝑥)(+g𝑄)(𝐻𝑦)))
8679, 84, 853eqtr4d 2805 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑃)𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝑄)(𝐹𝑦)))
871, 2, 3, 4, 5, 11, 15, 51, 69, 52, 70, 71, 77, 86isrhmd 20634 1 (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  {crab 3412  Vcvv 3450  ifcif 4482  {csn 4584  cmpt 5186   × cxp 5653  ccnv 5654  cima 5658  ccom 5659  wf 6529  cfv 6533  (class class class)co 7414  m cmap 8827  Fincfn 8953  0cc0 11125  cn 12258  0cn0 12529  Basecbs 17302  +gcplusg 17343  .rcmulr 17344  0gc0g 17525   MndHom cmhm 18890   GrpHom cghm 19341  1rcur 20321  Ringcrg 20373   RingHom crh 20611   mPwSer cmps 22120
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 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7737  ax-cnex 11181  ax-resscn 11182  ax-1cn 11183  ax-icn 11184  ax-addcl 11185  ax-addrcl 11186  ax-mulcl 11187  ax-mulrcl 11188  ax-mulcom 11189  ax-addass 11190  ax-mulass 11191  ax-distr 11192  ax-i2m1 11193  ax-1ne0 11194  ax-1rid 11195  ax-rnegex 11196  ax-rrecex 11197  ax-cnre 11198  ax-pre-lttri 11199  ax-pre-lttrn 11200  ax-pre-ltadd 11201  ax-pre-mulgt0 11202
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 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  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 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-isom 6542  df-riota 7371  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7679  df-ofr 7680  df-om 7864  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8160  df-frecs 8281  df-wrecs 8312  df-recs 8361  df-rdg 8400  df-1o 8456  df-2o 8457  df-er 8697  df-map 8829  df-pm 8830  df-ixp 8906  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-fsupp 9333  df-sup 9413  df-oi 9483  df-card 9945  df-pnf 11270  df-mnf 11271  df-xr 11272  df-ltxr 11273  df-le 11274  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12259  df-2 12328  df-3 12329  df-4 12330  df-5 12331  df-6 12332  df-7 12333  df-8 12334  df-9 12335  df-n0 12530  df-z 12617  df-dec 12738  df-uz 12889  df-fz 13563  df-fzo 13711  df-seq 14067  df-hash 14396  df-struct 17240  df-sets 17257  df-slot 17275  df-ndx 17287  df-base 17303  df-ress 17324  df-plusg 17356  df-mulr 17357  df-sca 17359  df-vsca 17360  df-ip 17361  df-tset 17362  df-ple 17363  df-ds 17365  df-hom 17367  df-cco 17368  df-0g 17527  df-gsum 17528  df-prds 17533  df-pws 17535  df-mre 17671  df-mrc 17672  df-acs 17674  df-mgm 18731  df-sgrp 18822  df-mnd 18838  df-mhm 18892  df-submnd 18893  df-grp 19061  df-minusg 19062  df-mulg 19192  df-ghm 19342  df-cntz 19445  df-cmn 19910  df-abl 19911  df-mgp 20275  df-rng 20289  df-ur 20322  df-ring 20375  df-rhm 20614  df-psr 22125
This theorem is used by:  rhmpsr1  43431
  Copyright terms: Public domain W3C validator