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 33766
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 2752 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2752 . 2 (1r𝑄) = (1r𝑄)
4 eqid 2752 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2752 . 2 (.r𝑄) = (.r𝑄)
6 selvply1rhm.2 . . 3 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
7 selvply1rhm.6 . . 3 (𝜑𝐼𝑉)
8 selvply1rhm.8 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
98crngringd 20264 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
106, 7, 9mplringd 22043 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
11 selvply1rhm.3 . . . 4 𝑈 = ((𝐼 ∖ {𝑋}) mPoly 𝑅)
127difexd 5277 . . . 4 (𝜑 → (𝐼 ∖ {𝑋}) ∈ V)
1311, 12, 9mplringd 22043 . . 3 (𝜑𝑈 ∈ Ring)
14 selvply1rhm.4 . . . 4 𝑄 = (Poly1𝑈)
1514ply1ring 22278 . . 3 (𝑈 ∈ Ring → 𝑄 ∈ Ring)
1613, 15syl 17 . 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 33762 . 2 (𝜑 → (𝐻‘(1r𝑃)) = (1r𝑄))
20 eqid 2752 . . . . 5 (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) = (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈))
21 eqid 2752 . . . . 5 ({𝑋} mPoly 𝑈) = ({𝑋} mPoly 𝑈)
22 eqid 2752 . . . . 5 (.r‘({𝑋} mPoly 𝑈)) = (.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))
23 fveq1 6851 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝑞 → (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}) = (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))
2423mpteq2dv 5184 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝑞 → (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})) = (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))
2524cbvmptv 5194 . . . . . 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 6851 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = 𝑠 → (𝑟‘∅) = (𝑠‘∅))
2726opeq2d 4828 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = 𝑠 → ⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩ = ⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩)
2827sneqd 4584 . . . . . . . . 9 (𝑟 = 𝑠 → {⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩} = {⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩})
2928fveq2d 6856 . . . . . . . 8 (𝑟 = 𝑠 → (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}) = (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩}))
3029cbvmptv 5194 . . . . . . 7 (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})) = (𝑠 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩}))
3130mpteq2i 5186 . . . . . 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 2775 . . . . 5 (𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))) = (𝑞 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑠 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩})))
3318ad2antrr 734 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑋𝐼)
3413ad2antrr 734 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑈 ∈ Ring)
358ad2antrr 734 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑅 ∈ CRing)
3618snssd 4735 . . . . . . 7 (𝜑 → {𝑋} ⊆ 𝐼)
3736ad2antrr 734 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → {𝑋} ⊆ 𝐼)
38 simplr 776 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑔𝐵)
396, 1, 11, 21, 20, 35, 37, 38selvcl 22162 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔) ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)))
40 simpr 487 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝐵)
416, 1, 11, 21, 20, 35, 37, 40selvcl 22162 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘) ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)))
4220, 21, 22, 5, 14, 32, 33, 34, 39, 41selvply1rhmlemb 33760 . . . 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 734 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝐼𝑉)
4410ad2antrr 734 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑃 ∈ Ring)
451, 4, 44, 38, 40ringcld 20278 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝑔(.r𝑃)) ∈ 𝐵)
461, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 45, 25selvply1rhmlem5 33765 . . . . 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 22166 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘(𝑔(.r𝑃))) = ((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔)(.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘)))
4847fveq2d 6856 . . . . 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 2787 . . . 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 33765 . . . . 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 33765 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻) = ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘)))
5250, 51oveq12d 7399 . . . 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 2797 . . 3 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(.r𝑃))) = ((𝐻𝑔)(.r𝑄)(𝐻)))
5453anasss 469 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑔𝐵𝐵)) → (𝐻‘(𝑔(.r𝑃))) = ((𝐻𝑔)(.r𝑄)(𝐻)))
55 eqid 2752 . 2 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
56 eqid 2752 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
57 eqid 2752 . 2 (+g𝑄) = (+g𝑄)
581, 6, 11, 14, 17, 7, 18, 8selvply1rhmlem1 33761 . 2 (𝜑𝐻:𝐵⟶(Base‘𝑄))
591, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 38, 40selvply1rhmlem4 33764 . . 3 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(+g𝑃))) = ((𝐻𝑔)(+g𝑄)(𝐻)))
6059anasss 469 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑔𝐵𝐵)) → (𝐻‘(𝑔(+g𝑃))) = ((𝐻𝑔)(+g𝑄)(𝐻)))
611, 2, 3, 4, 5, 10, 16, 19, 54, 55, 56, 57, 58, 60isrhmd 20505 1 (𝜑𝐻 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 398   = wceq 1550  wcel 2132  Vcvv 3444  cdif 3892  wss 3895  c0 4276  {csn 4572  cop 4578  cmpt 5171  cfv 6506  (class class class)co 7381  1oc1o 8414  m cmap 8792  0cn0 12467  Basecbs 17217  +gcplusg 17258  .rcmulr 17259  1rcur 20199  Ringcrg 20251  CRingccrg 20252   RingHom crh 20486   mPoly cmpl 21927   selectVars cslv 22138  Poly1cpl1 22208
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1805  ax-4 1819  ax-5 1920  ax-6 1977  ax-7 2018  ax-8 2134  ax-9 2142  ax-10 2165  ax-11 2181  ax-12 2202  ax-ext 2724  ax-rep 5217  ax-sep 5236  ax-nul 5246  ax-pow 5312  ax-pr 5380  ax-un 7703  ax-cnex 11115  ax-resscn 11116  ax-1cn 11117  ax-icn 11118  ax-addcl 11119  ax-addrcl 11120  ax-mulcl 11121  ax-mulrcl 11122  ax-mulcom 11123  ax-addass 11124  ax-mulass 11125  ax-distr 11126  ax-i2m1 11127  ax-1ne0 11128  ax-1rid 11129  ax-rnegex 11130  ax-rrecex 11131  ax-cnre 11132  ax-pre-lttri 11133  ax-pre-lttrn 11134  ax-pre-ltadd 11135  ax-pre-mulgt0 11136
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 857  df-3or 1096  df-3an 1097  df-tru 1553  df-fal 1563  df-ex 1790  df-nf 1794  df-sb 2081  df-mo 2556  df-eu 2586  df-clab 2731  df-cleq 2744  df-clel 2827  df-nfc 2901  df-ne 2948  df-nel 3052  df-ral 3067  df-rex 3077  df-rmo 3357  df-reu 3358  df-rab 3405  df-v 3446  df-sbc 3736  df-csb 3844  df-dif 3898  df-un 3900  df-in 3902  df-ss 3912  df-pss 3915  df-nul 4277  df-if 4471  df-pw 4547  df-sn 4573  df-pr 4575  df-tp 4577  df-op 4579  df-uni 4856  df-int 4896  df-iun 4941  df-iin 4942  df-br 5091  df-opab 5153  df-mpt 5172  df-tr 5198  df-id 5531  df-eprel 5536  df-po 5544  df-so 5545  df-fr 5589  df-se 5590  df-we 5591  df-xp 5642  df-rel 5643  df-cnv 5644  df-co 5645  df-dm 5646  df-rn 5647  df-res 5648  df-ima 5649  df-pred 6273  df-ord 6334  df-on 6335  df-lim 6336  df-suc 6337  df-iota 6462  df-fun 6508  df-fn 6509  df-f 6510  df-f1 6511  df-fo 6512  df-f1o 6513  df-fv 6514  df-isom 6515  df-riota 7338  df-ov 7384  df-oprab 7385  df-mpo 7386  df-of 7645  df-ofr 7646  df-om 7832  df-1st 7955  df-2nd 7956  df-supp 8125  df-frecs 8246  df-wrecs 8277  df-recs 8326  df-rdg 8365  df-1o 8421  df-2o 8422  df-er 8662  df-map 8794  df-pm 8795  df-ixp 8865  df-en 8913  df-dom 8914  df-sdom 8915  df-fin 8916  df-fsupp 9294  df-sup 9374  df-oi 9444  df-card 9883  df-pnf 11204  df-mnf 11205  df-xr 11206  df-ltxr 11207  df-le 11208  df-sub 11402  df-neg 11403  df-nn 12197  df-2 12266  df-3 12267  df-4 12268  df-5 12269  df-6 12270  df-7 12271  df-8 12272  df-9 12273  df-n0 12468  df-z 12555  df-dec 12675  df-uz 12826  df-fz 13499  df-fzo 13646  df-seq 14001  df-hash 14330  df-struct 17155  df-sets 17172  df-slot 17190  df-ndx 17202  df-base 17218  df-ress 17239  df-plusg 17271  df-mulr 17272  df-sca 17274  df-vsca 17275  df-ip 17276  df-tset 17277  df-ple 17278  df-ds 17280  df-hom 17282  df-cco 17283  df-0g 17442  df-gsum 17443  df-prds 17448  df-pws 17450  df-mre 17586  df-mrc 17587  df-acs 17589  df-mgm 18646  df-sgrp 18725  df-mnd 18741  df-mhm 18789  df-submnd 18790  df-grp 18950  df-minusg 18951  df-sbg 18952  df-mulg 19082  df-subg 19137  df-ghm 19226  df-cntz 19329  df-cmn 19794  df-abl 19795  df-mgp 20159  df-rng 20171  df-ur 20200  df-srg 20205  df-ring 20253  df-cring 20254  df-rhm 20489  df-subrng 20564  df-subrg 20588  df-lmod 20898  df-lss 20968  df-lsp 21008  df-assa 21874  df-asp 21875  df-ascl 21876  df-psr 21930  df-mvr 21931  df-mpl 21932  df-opsr 21934  df-evls 22096  df-evl 22097  df-selv 22139  df-psr1 22211  df-ply1 22213
This theorem is referenced by:  mplidomlem  33768
  Copyright terms: Public domain W3C validator