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 33712
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 2736 . 2 (1r𝑃) = (1r𝑃)
3 eqid 2736 . 2 (1r𝑄) = (1r𝑄)
4 eqid 2736 . 2 (.r𝑃) = (.r𝑃)
5 eqid 2736 . 2 (.r𝑄) = (.r𝑄)
6 selvply1rhm.2 . . 3 𝑃 = (𝐼 mPoly 𝑅)
7 selvply1rhm.6 . . 3 (𝜑𝐼𝑉)
8 selvply1rhm.8 . . . 4 (𝜑𝑅 ∈ CRing)
98crngringd 20221 . . 3 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
106, 7, 9mplringd 22000 . 2 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
11 selvply1rhm.3 . . . 4 𝑈 = ((𝐼 ∖ {𝑋}) mPoly 𝑅)
127difexd 5262 . . . 4 (𝜑 → (𝐼 ∖ {𝑋}) ∈ V)
1311, 12, 9mplringd 22000 . . 3 (𝜑𝑈 ∈ Ring)
14 selvply1rhm.4 . . . 4 𝑄 = (Poly1𝑈)
1514ply1ring 22235 . . 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 33708 . 2 (𝜑 → (𝐻‘(1r𝑃)) = (1r𝑄))
20 eqid 2736 . . . . 5 (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) = (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈))
21 eqid 2736 . . . . 5 ({𝑋} mPoly 𝑈) = ({𝑋} mPoly 𝑈)
22 eqid 2736 . . . . 5 (.r‘({𝑋} mPoly 𝑈)) = (.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))
23 fveq1 6829 . . . . . . . 8 (𝑝 = 𝑞 → (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}) = (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))
2423mpteq2dv 5169 . . . . . . 7 (𝑝 = 𝑞 → (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})) = (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))
2524cbvmptv 5179 . . . . . 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 6829 . . . . . . . . . . 11 (𝑟 = 𝑠 → (𝑟‘∅) = (𝑠‘∅))
2726opeq2d 4814 . . . . . . . . . 10 (𝑟 = 𝑠 → ⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩ = ⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩)
2827sneqd 4570 . . . . . . . . 9 (𝑟 = 𝑠 → {⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩} = {⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩})
2928fveq2d 6834 . . . . . . . 8 (𝑟 = 𝑠 → (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}) = (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩}))
3029cbvmptv 5179 . . . . . . 7 (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})) = (𝑠 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩}))
3130mpteq2i 5171 . . . . . 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 2759 . . . . 5 (𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩}))) = (𝑞 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑠 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑞‘{⟨𝑋, (𝑠‘∅)⟩})))
3318ad2antrr 728 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑋𝐼)
3413ad2antrr 728 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑈 ∈ Ring)
358ad2antrr 728 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑅 ∈ CRing)
3618snssd 4721 . . . . . . 7 (𝜑 → {𝑋} ⊆ 𝐼)
3736ad2antrr 728 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → {𝑋} ⊆ 𝐼)
38 simplr 770 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑔𝐵)
396, 1, 11, 21, 20, 35, 37, 38selvcl 22119 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔) ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)))
40 simpr 485 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝐵)
416, 1, 11, 21, 20, 35, 37, 40selvcl 22119 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘) ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)))
4220, 21, 22, 5, 14, 32, 33, 34, 39, 41selvply1rhmlemb 33706 . . . 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 728 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝐼𝑉)
4410ad2antrr 728 . . . . . . 7 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → 𝑃 ∈ Ring)
451, 4, 44, 38, 40ringcld 20235 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝑔(.r𝑃)) ∈ 𝐵)
461, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 45, 25selvply1rhmlem5 33711 . . . . 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 22123 . . . . . 6 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘(𝑔(.r𝑃))) = ((((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘𝑔)(.r‘({𝑋} mPoly 𝑈))(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘)))
4847fveq2d 6834 . . . . 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 2771 . . . 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 33711 . . . . 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 33711 . . . . 5 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻) = ((𝑝 ∈ (Base‘({𝑋} mPoly 𝑈)) ↦ (𝑟 ∈ (ℕ0m 1o) ↦ (𝑝‘{⟨𝑋, (𝑟‘∅)⟩})))‘(((𝐼 selectVars 𝑅)‘{𝑋})‘)))
5250, 51oveq12d 7377 . . . 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 2781 . . 3 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(.r𝑃))) = ((𝐻𝑔)(.r𝑄)(𝐻)))
5453anasss 467 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑔𝐵𝐵)) → (𝐻‘(𝑔(.r𝑃))) = ((𝐻𝑔)(.r𝑄)(𝐻)))
55 eqid 2736 . 2 (Base‘𝑄) = (Base‘𝑄)
56 eqid 2736 . 2 (+g𝑃) = (+g𝑃)
57 eqid 2736 . 2 (+g𝑄) = (+g𝑄)
581, 6, 11, 14, 17, 7, 18, 8selvply1rhmlem1 33707 . 2 (𝜑𝐻:𝐵⟶(Base‘𝑄))
591, 6, 11, 14, 17, 43, 33, 35, 38, 40selvply1rhmlem4 33710 . . 3 (((𝜑𝑔𝐵) ∧ 𝐵) → (𝐻‘(𝑔(+g𝑃))) = ((𝐻𝑔)(+g𝑄)(𝐻)))
6059anasss 467 . 2 ((𝜑 ∧ (𝑔𝐵𝐵)) → (𝐻‘(𝑔(+g𝑃))) = ((𝐻𝑔)(+g𝑄)(𝐻)))
611, 2, 3, 4, 5, 10, 16, 19, 54, 55, 56, 57, 58, 60isrhmd 20462 1 (𝜑𝐻 ∈ (𝑃 RingHom 𝑄))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 396   = wceq 1543  wcel 2115  Vcvv 3428  cdif 3883  wss 3886  c0 4264  {csn 4558  cop 4564  cmpt 5156  cfv 6488  (class class class)co 7359  1oc1o 8391  m cmap 8766  0cn0 12431  Basecbs 17173  +gcplusg 17214  .rcmulr 17215  1rcur 20156  Ringcrg 20208  CRingccrg 20209   RingHom crh 20443   mPoly cmpl 21884   selectVars cslv 22095  Poly1cpl1 22165
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1970  ax-7 2011  ax-8 2117  ax-9 2125  ax-10 2148  ax-11 2164  ax-12 2185  ax-ext 2708  ax-rep 5202  ax-sep 5221  ax-nul 5231  ax-pow 5297  ax-pr 5365  ax-un 7681  ax-cnex 11088  ax-resscn 11089  ax-1cn 11090  ax-icn 11091  ax-addcl 11092  ax-addrcl 11093  ax-mulcl 11094  ax-mulrcl 11095  ax-mulcom 11096  ax-addass 11097  ax-mulass 11098  ax-distr 11099  ax-i2m1 11100  ax-1ne0 11101  ax-1rid 11102  ax-rnegex 11103  ax-rrecex 11104  ax-cnre 11105  ax-pre-lttri 11106  ax-pre-lttrn 11107  ax-pre-ltadd 11108  ax-pre-mulgt0 11109
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 850  df-3or 1089  df-3an 1090  df-tru 1546  df-fal 1556  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2070  df-mo 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2932  df-nel 3036  df-ral 3051  df-rex 3061  df-rmo 3341  df-reu 3342  df-rab 3389  df-v 3430  df-sbc 3727  df-csb 3835  df-dif 3889  df-un 3891  df-in 3893  df-ss 3903  df-pss 3906  df-nul 4265  df-if 4458  df-pw 4534  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4842  df-int 4881  df-iun 4926  df-iin 4927  df-br 5076  df-opab 5138  df-mpt 5157  df-tr 5183  df-id 5516  df-eprel 5521  df-po 5529  df-so 5530  df-fr 5574  df-se 5575  df-we 5576  df-xp 5627  df-rel 5628  df-cnv 5629  df-co 5630  df-dm 5631  df-rn 5632  df-res 5633  df-ima 5634  df-pred 6255  df-ord 6316  df-on 6317  df-lim 6318  df-suc 6319  df-iota 6444  df-fun 6490  df-fn 6491  df-f 6492  df-f1 6493  df-fo 6494  df-f1o 6495  df-fv 6496  df-isom 6497  df-riota 7316  df-ov 7362  df-oprab 7363  df-mpo 7364  df-of 7623  df-ofr 7624  df-om 7810  df-1st 7934  df-2nd 7935  df-supp 8104  df-frecs 8224  df-wrecs 8255  df-recs 8304  df-rdg 8342  df-1o 8398  df-2o 8399  df-er 8636  df-map 8768  df-pm 8769  df-ixp 8839  df-en 8887  df-dom 8888  df-sdom 8889  df-fin 8890  df-fsupp 9268  df-sup 9348  df-oi 9418  df-card 9857  df-pnf 11175  df-mnf 11176  df-xr 11177  df-ltxr 11178  df-le 11179  df-sub 11373  df-neg 11374  df-nn 12169  df-2 12238  df-3 12239  df-4 12240  df-5 12241  df-6 12242  df-7 12243  df-8 12244  df-9 12245  df-n0 12432  df-z 12519  df-dec 12639  df-uz 12783  df-fz 13456  df-fzo 13603  df-seq 13958  df-hash 14287  df-struct 17111  df-sets 17128  df-slot 17146  df-ndx 17158  df-base 17174  df-ress 17195  df-plusg 17227  df-mulr 17228  df-sca 17230  df-vsca 17231  df-ip 17232  df-tset 17233  df-ple 17234  df-ds 17236  df-hom 17238  df-cco 17239  df-0g 17398  df-gsum 17399  df-prds 17404  df-pws 17406  df-mre 17542  df-mrc 17543  df-acs 17545  df-mgm 18602  df-sgrp 18681  df-mnd 18697  df-mhm 18745  df-submnd 18746  df-grp 18906  df-minusg 18907  df-sbg 18908  df-mulg 19038  df-subg 19093  df-ghm 19182  df-cntz 19286  df-cmn 19751  df-abl 19752  df-mgp 20116  df-rng 20128  df-ur 20157  df-srg 20162  df-ring 20210  df-cring 20211  df-rhm 20446  df-subrng 20521  df-subrg 20545  df-lmod 20855  df-lss 20925  df-lsp 20965  df-assa 21831  df-asp 21832  df-ascl 21833  df-psr 21887  df-mvr 21888  df-mpl 21889  df-opsr 21891  df-evls 22053  df-evl 22054  df-selv 22096  df-psr1 22168  df-ply1 22170
This theorem is referenced by:  mplidomlem  33714
  Copyright terms: Public domain W3C validator