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 34022
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 20386 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
106, 7, 9mplringd 22238 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
11 selvply1rhm.3 . . . 4 𝑈 = ((𝐼 ∖ {𝑋}) mPoly 𝑅)
127difexd 5300 . . . 4 (𝜑 → (𝐼 ∖ {𝑋}) ∈ V)
1311, 12, 9mplringd 22238 . . 3 (𝜑𝑈 ∈ Ring)
14 selvply1rhm.4 . . . 4 𝑄 = (Poly1𝑈)
1514ply1ring 22473 . . 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 34018 . 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 6881 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝑞 → (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}) = (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))
2423mpteq2dv 5203 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝑞 → (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})) = (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))
2524cbvmptv 5213 . . . . . 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 6881 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = 𝑠 → (𝑟‘∅) = (𝑠‘∅))
2726opeq2d 4843 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = 𝑠 → ⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩ = ⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩)
2827sneqd 4599 . . . . . . . . 9 (𝑟 = 𝑠 → {⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩} = {⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩})
2928fveq2d 6886 . . . . . . . 8 (𝑟 = 𝑠 → (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}) = (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩}))
3029cbvmptv 5213 . . . . . . 7 (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})) = (𝑠 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩}))
3130mpteq2i 5205 . . . . . 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 739 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑋𝐼)
3413ad2antrr 739 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑈 ∈ Ring)
358ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑅 ∈ CRing)
3618snssd 4750 . . . . . . 7 (𝜑 → {𝑋} ⊆ 𝐼)
3736ad2antrr 739 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → {𝑋} ⊆ 𝐼)
38 simplr 781 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑔𝐵)
396, 1, 11, 21, 20, 35, 37, 38selvcl 22357 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔) ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)))
40 simpr 490 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝐵)
416, 1, 11, 21, 20, 35, 37, 40selvcl 22357 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘) ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)))
4220, 21, 22, 5, 14, 32, 33, 34, 39, 41selvply1rhmlemb 34016 . . . 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 739 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝐼𝑉)
4410ad2antrr 739 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑃 ∈ Ring)
451, 4, 44, 38, 40ringcld 20397 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝑔(.r𝑃)) ∈ 𝐵)
461, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 45, 25selvply1rhmlem5 34021 . . . . 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 22361 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘(𝑔(.r𝑃))) = ((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔)(.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘)))
4847fveq2d 6886 . . . . 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 34021 . . . . 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 34021 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻) = ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘)))
5250, 51oveq12d 7434 . . . 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 472 . 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 34017 . 2 (𝜑𝐻:𝐵⟶(Base‘𝑄))
591, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 38, 40selvply1rhmlem4 34020 . . 3 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(+g𝑃))) = ((𝐻𝑔)(+g𝑄)(𝐻)))
6059anasss 472 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑔𝐵𝐵)) → (𝐻‘(𝑔(+g𝑃))) = ((𝐻𝑔)(+g𝑄)(𝐻)))
611, 2, 3, 4, 5, 10, 16, 19, 54, 55, 56, 57, 58, 60isrhmd 20634 1 (𝜑𝐻 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:  wi 4  wa 401   = wceq 1570  wcel 2145  Vcvv 3453  cdif 3899  wss 3902  c0 4282  {csn 4587  cop 4593  cmpt 5190  cfv 6537  (class class class)co 7416  1oc1o 8451  m cmap 8829  0cn0 12531  Basecbs 17305  +gcplusg 17346  .rcmulr 17347  1rcur 20321  Ringcrg 20373  CRingccrg 20374   RingHom crh 20611   mPoly cmpl 22122   selectVars cslv 22333  Poly1cpl1 22403
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 2215  ax-ext 2734  ax-rep 5236  ax-sep 5255  ax-nul 5267  ax-pow 5334  ax-pr 5402  ax-un 7739  ax-cnex 11183  ax-resscn 11184  ax-1cn 11185  ax-icn 11186  ax-addcl 11187  ax-addrcl 11188  ax-mulcl 11189  ax-mulrcl 11190  ax-mulcom 11191  ax-addass 11192  ax-mulass 11193  ax-distr 11194  ax-i2m1 11195  ax-1ne0 11196  ax-1rid 11197  ax-rnegex 11198  ax-rrecex 11199  ax-cnre 11200  ax-pre-lttri 11201  ax-pre-lttrn 11202  ax-pre-ltadd 11203  ax-pre-mulgt0 11204
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 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 3367  df-reu 3368  df-rab 3415  df-v 3455  df-sbc 3743  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-pss 3922  df-nul 4283  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4594  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5108  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5554  df-eprel 5559  df-po 5567  df-so 5568  df-fr 5612  df-se 5613  df-we 5614  df-xp 5665  df-rel 5666  df-cnv 5667  df-co 5668  df-dm 5669  df-rn 5670  df-res 5671  df-ima 5672  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-of 7681  df-ofr 7682  df-om 7866  df-1st 7989  df-2nd 7990  df-supp 8162  df-frecs 8283  df-wrecs 8314  df-recs 8363  df-rdg 8402  df-1o 8458  df-2o 8459  df-er 8699  df-map 8831  df-pm 8832  df-ixp 8908  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-fsupp 9335  df-sup 9415  df-oi 9485  df-card 9947  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11470  df-neg 11471  df-nn 12261  df-2 12330  df-3 12331  df-4 12332  df-5 12333  df-6 12334  df-7 12335  df-8 12336  df-9 12337  df-n0 12532  df-z 12619  df-dec 12740  df-uz 12891  df-fz 13564  df-fzo 13712  df-seq 14068  df-hash 14397  df-struct 17243  df-sets 17260  df-slot 17278  df-ndx 17290  df-base 17306  df-ress 17327  df-plusg 17359  df-mulr 17360  df-sca 17362  df-vsca 17363  df-ip 17364  df-tset 17365  df-ple 17366  df-ds 17368  df-hom 17370  df-cco 17371  df-0g 17530  df-gsum 17531  df-prds 17536  df-pws 17538  df-mre 17674  df-mrc 17675  df-acs 17677  df-mgm 18734  df-sgrp 18823  df-mnd 18839  df-mhm 18892  df-submnd 18893  df-grp 19061  df-minusg 19062  df-sbg 19063  df-mulg 19192  df-subg 19247  df-ghm 19342  df-cntz 19445  df-cmn 19910  df-abl 19911  df-mgp 20275  df-rng 20289  df-ur 20322  df-srg 20327  df-ring 20375  df-cring 20376  df-rhm 20614  df-subrng 20709  df-subrg 20733  df-lmod 21047  df-lss 21117  df-lsp 21157  df-assa 22069  df-asp 22070  df-ascl 22071  df-psr 22125  df-mvr 22126  df-mpl 22127  df-opsr 22129  df-evls 22291  df-evl 22292  df-selv 22334  df-psr1 22406  df-ply1 22408
This theorem is used by:  mplidomlem  34024
  Copyright terms: Public domain W3C validator