Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  selvply1rhm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem selvply1rhm 33924
Description: Build a ring homomorphism 𝐻 between the multivariate polynomials 𝑃 with variables in 𝐼 and the univariate polynomials 𝑄 in a single variable 𝑋 element of 𝐼. (Contributed by Thierry Arnoux, 4-May-2026.)
Hypotheses
Ref Expression
selvply1rhm.1 𝐵 = (Base‘𝑃)
selvply1rhm.2 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
selvply1rhm.3 𝑈 = ((𝐼 ∖ {𝑋}) mPoly 𝑅)
selvply1rhm.4 𝑄 = (Poly1𝑈)
selvply1rhm.5 𝐻 = (𝑓𝐵 ↦ (𝑛 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ ((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑓)‘{⟨𝑋, (𝑛‘∅)⟩})))
selvply1rhm.6 (𝜑𝐼𝑉)
selvply1rhm.7 (𝜑𝑋𝐼)
selvply1rhm.8 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
Assertion
Ref Expression
selvply1rhm (𝜑𝐻 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Distinct variable groups:   𝐵,𝑓,𝑛   𝑛,𝐻   𝑓,𝐼,𝑛   𝑃,𝑓,𝑛   𝑄,𝑓,𝑛   𝑅,𝑓,𝑛   𝑈,𝑓,𝑛   𝑓,𝑋,𝑛   𝜑,𝑓,𝑛
Allowed substitution hints:   𝐻(𝑓)   𝑉(𝑓, 𝑛)

Proof of Theorem selvply1rhm
Dummy variables 𝑔 𝑞 𝑟 𝑠 𝑝 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 selvply1rhm.1 . 2 𝐵 = (Base‘𝑃)
2 eqid 2762 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2762 . 2 (1r𝑄) = (1r𝑄)
4 eqid 2762 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2762 . 2 (.r𝑄) = (.r𝑄)
6 selvply1rhm.2 . . 3 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
7 selvply1rhm.6 . . 3 (𝜑𝐼𝑉)
8 selvply1rhm.8 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
98crngringd 20334 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
106, 7, 9mplringd 22183 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
11 selvply1rhm.3 . . . 4 𝑈 = ((𝐼 ∖ {𝑋}) mPoly 𝑅)
127difexd 5301 . . . 4 (𝜑 → (𝐼 ∖ {𝑋}) ∈ V)
1311, 12, 9mplringd 22183 . . 3 (𝜑𝑈 ∈ Ring)
14 selvply1rhm.4 . . . 4 𝑄 = (Poly1𝑈)
1514ply1ring 22418 . . 3 (𝑈 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Ring)
1613, 15syl 18 . 2 (𝜑𝑄 ∈ Ring)
17 selvply1rhm.5 . . 3 𝐻 = (𝑓𝐵 ↦ (𝑛 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ ((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑓)‘{⟨𝑋, (𝑛‘∅)⟩})))
18 selvply1rhm.7 . . 3 (𝜑𝑋𝐼)
191, 6, 11, 14, 17, 7, 18, 8selvply1rhmlem2 33920 . 2 (𝜑 → (𝐻‘(1r𝑃)) = (1r𝑄))
20 eqid 2762 . . . . 5 (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) = (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈))
21 eqid 2762 . . . . 5 ({𝑋} mPoly 𝑈) = ({𝑋} mPoly 𝑈)
22 eqid 2762 . . . . 5 (.r‘({𝑋} mPoly 𝑈)) = (.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))
23 fveq1 6880 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝑞 → (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}) = (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))
2423mpteq2dv 5204 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝑞 → (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})) = (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))
2524cbvmptv 5214 . . . . . 6 (𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))) = (𝑞 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))
26 fveq1 6880 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = 𝑠 → (𝑟‘∅) = (𝑠‘∅))
2726opeq2d 4844 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = 𝑠 → ⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩ = ⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩)
2827sneqd 4600 . . . . . . . . 9 (𝑟 = 𝑠 → {⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩} = {⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩})
2928fveq2d 6885 . . . . . . . 8 (𝑟 = 𝑠 → (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}) = (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩}))
3029cbvmptv 5214 . . . . . . 7 (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})) = (𝑠 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩}))
3130mpteq2i 5206 . . . . . 6 (𝑞 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))) = (𝑞 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑠 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩})))
3225, 31eqtri 2785 . . . . 5 (𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))) = (𝑞 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑠 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩})))
3318ad2antrr 738 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑋𝐼)
3413ad2antrr 738 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑈 ∈ Ring)
358ad2antrr 738 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑅 ∈ CRing)
3618snssd 4751 . . . . . . 7 (𝜑 → {𝑋} ⊆ 𝐼)
3736ad2antrr 738 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → {𝑋} ⊆ 𝐼)
38 simplr 780 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑔𝐵)
396, 1, 11, 21, 20, 35, 37, 38selvcl 22302 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔) ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)))
40 simpr 489 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝐵)
416, 1, 11, 21, 20, 35, 37, 40selvcl 22302 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘) ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)))
4220, 21, 22, 5, 14, 32, 33, 34, 39, 41selvply1rhmlemb 33918 . . . 4 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔)(.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘))) = (((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔))(.r𝑄)((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘))))
437ad2antrr 738 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝐼𝑉)
4410ad2antrr 738 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑃 ∈ Ring)
451, 4, 44, 38, 40ringcld 20345 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝑔(.r𝑃)) ∈ 𝐵)
461, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 45, 25selvply1rhmlem5 33923 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(.r𝑃))) = ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘(𝑔(.r𝑃)))))
476, 1, 4, 11, 21, 22, 43, 35, 37, 38, 40selvmul 22306 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘(𝑔(.r𝑃))) = ((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔)(.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘)))
4847fveq2d 6885 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘(𝑔(.r𝑃)))) = ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔)(.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘))))
4946, 48eqtrd 2797 . . . 4 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(.r𝑃))) = ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔)(.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘))))
501, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 38, 25selvply1rhmlem5 33923 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻𝑔) = ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔)))
511, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 40, 25selvply1rhmlem5 33923 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻) = ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘)))
5250, 51oveq12d 7430 . . . 4 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → ((𝐻𝑔)(.r𝑄)(𝐻)) = (((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔))(.r𝑄)((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘))))
5342, 49, 523eqtr4d 2807 . . 3 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(.r𝑃))) = ((𝐻𝑔)(.r𝑄)(𝐻)))
5453anasss 471 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑔𝐵𝐵)) → (𝐻‘(𝑔(.r𝑃))) = ((𝐻𝑔)(.r𝑄)(𝐻)))
55 eqid 2762 . 2 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
56 eqid 2762 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
57 eqid 2762 . 2 (+g𝑄) = (+g𝑄)
581, 6, 11, 14, 17, 7, 18, 8selvply1rhmlem1 33919 . 2 (𝜑𝐻:𝐵⟶(Base‘𝑄))
591, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 38, 40selvply1rhmlem4 33922 . . 3 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(+g𝑃))) = ((𝐻𝑔)(+g𝑄)(𝐻)))
6059anasss 471 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑔𝐵𝐵)) → (𝐻‘(𝑔(+g𝑃))) = ((𝐻𝑔)(+g𝑄)(𝐻)))
611, 2, 3, 4, 5, 10, 16, 19, 54, 55, 56, 57, 58, 60isrhmd 20581 1 (𝜑𝐻 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 400   = wceq 1569  wcel 2142  Vcvv 3454  cdif 3901  wss 3904  c0 4285  {csn 4588  cop 4594  cmpt 5191  cfv 6536  (class class class)co 7412  1oc1o 8444  m cmap 8822  0cn0 12510  Basecbs 17275  +gcplusg 17316  .rcmulr 17317  1rcur 20269  Ringcrg 20321  CRingccrg 20322   RingHom crh 20558   mPoly cmpl 22067   selectVars cslv 22278  Poly1cpl1 22348
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-rep 5237  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1103  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-nel 3064  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4595  df-uni 4872  df-int 4912  df-iun 4957  df-iin 4958  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5555  df-eprel 5560  df-po 5568  df-so 5569  df-fr 5613  df-se 5614  df-we 5615  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-pred 6302  df-ord 6363  df-on 6364  df-lim 6365  df-suc 6366  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-isom 6545  df-riota 7369  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7676  df-ofr 7677  df-om 7861  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-supp 8155  df-frecs 8276  df-wrecs 8307  df-recs 8356  df-rdg 8395  df-1o 8451  df-2o 8452  df-er 8692  df-map 8824  df-pm 8825  df-ixp 8894  df-en 8942  df-dom 8943  df-sdom 8944  df-fin 8945  df-fsupp 9320  df-sup 9400  df-oi 9470  df-card 9932  df-pnf 11251  df-mnf 11252  df-xr 11253  df-ltxr 11254  df-le 11255  df-sub 11449  df-neg 11450  df-nn 12240  df-2 12309  df-3 12310  df-4 12311  df-5 12312  df-6 12313  df-7 12314  df-8 12315  df-9 12316  df-n0 12511  df-z 12598  df-dec 12718  df-uz 12869  df-fz 13542  df-fzo 13690  df-seq 14045  df-hash 14374  df-struct 17213  df-sets 17230  df-slot 17248  df-ndx 17260  df-base 17276  df-ress 17297  df-plusg 17329  df-mulr 17330  df-sca 17332  df-vsca 17333  df-ip 17334  df-tset 17335  df-ple 17336  df-ds 17338  df-hom 17340  df-cco 17341  df-0g 17500  df-gsum 17501  df-prds 17506  df-pws 17508  df-mre 17644  df-mrc 17645  df-acs 17647  df-mgm 18704  df-sgrp 18783  df-mnd 18799  df-mhm 18847  df-submnd 18848  df-grp 19009  df-minusg 19010  df-sbg 19011  df-mulg 19140  df-subg 19195  df-ghm 19290  df-cntz 19393  df-cmn 19858  df-abl 19859  df-mgp 20223  df-rng 20237  df-ur 20270  df-srg 20275  df-ring 20323  df-cring 20324  df-rhm 20561  df-subrng 20656  df-subrg 20680  df-lmod 20994  df-lss 21064  df-lsp 21104  df-assa 22014  df-asp 22015  df-ascl 22016  df-psr 22070  df-mvr 22071  df-mpl 22072  df-opsr 22074  df-evls 22236  df-evl 22237  df-selv 22279  df-psr1 22351  df-ply1 22353
This theorem is used by:  mplidomlem  33926
  Copyright terms: Public domain W3C validator