Theorem subrgpsr 22318

Description: A subring of the base ring induces a subring of power series. (Contributed by Mario Carneiro, 3-Jul-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
subrgpsr.s	⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
subrgpsr.h	⊢ 𝐻 = (𝑅 ↾s 𝑇)
subrgpsr.u	⊢ 𝑈 = (𝐼 mPwSer 𝐻)
subrgpsr.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑈)

Assertion

Ref	Expression
subrgpsr	⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆))

Proof of Theorem subrgpsr

Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		subrgpsr.s	. . 3 ⊢ 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
2		simpl 488	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐼 ∈ 𝑉)
3		subrgrcl 20861	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
4	3	adantl 487	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
5	1, 2, 4	psrring 22310	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑆 ∈ Ring)
6		subrgpsr.u	. . . 4 ⊢ 𝑈 = (𝐼 mPwSer 𝐻)
7		subrgpsr.h	. . . . . 6 ⊢ 𝐻 = (𝑅 ↾s 𝑇)
8	7	subrgring 20859	. . . . 5 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐻 ∈ Ring)
9	8	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐻 ∈ Ring)
10	6, 2, 9	psrring 22310	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑈 ∈ Ring)
11		subrgpsr.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑈)
12	11	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = (Base‘𝑈))
13		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (𝑆 ↾s 𝐵) = (𝑆 ↾s 𝐵)
14		simpr 490	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅))
15	1, 7, 6, 11, 13, 14	resspsrbas 22314	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))
16	1, 7, 6, 11, 13, 14	resspsradd 22315	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(+g‘𝑈)𝑦) = (𝑥(+g‘(𝑆 ↾s 𝐵))𝑦))
17	1, 7, 6, 11, 13, 14	resspsrmul 22316	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥(.r‘𝑈)𝑦) = (𝑥(.r‘(𝑆 ↾s 𝐵))𝑦))
18	12, 15, 16, 17	ringpropd 20552	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑈 ∈ Ring ↔ (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring))
19	10, 18	mpbid 235	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring)
20		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
21	13, 20	ressbasss 17449	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ⊆ (Base‘𝑆)
22	15, 21	eqsstrdi 3957	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ⊆ (Base‘𝑆))
23		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
24		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
25		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
26		eqid 2763	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
27	1, 2, 4, 23, 24, 25, 26	psr1 22311	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆) = (𝑥 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))))
28	25	subrg1cl 20865	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r‘𝑅) ∈ 𝑇)
29		subrgsubg 20862	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑅))
30	24	subg0cl 19376	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑅) → (0g‘𝑅) ∈ 𝑇)
31	29, 30	syl 18	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → (0g‘𝑅) ∈ 𝑇)
32	28, 31	ifcld 4532	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ 𝑇)
33	32	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ 𝑇)
34	7	subrgbas 20866	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑇 = (Base‘𝐻))
35	34	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑇 = (Base‘𝐻))
36	33, 35	eleqtrd 2866	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ (Base‘𝐻))
37	36	adantr 486	. . . . . 6 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ 𝑥 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ (Base‘𝐻))
38	27, 37	fmpt3d 7143	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆):{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝐻))
39		fvex 6924	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝐻) ∈ V
40		ovex 7479	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∈ V
41	40	rabex 5305	. . . . . 6 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V
42	39, 41	elmap 8930	. . . . 5 ⊢ ((1r‘𝑆) ∈ ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) ↔ (1r‘𝑆):{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝐻))
43	38, 42	sylibr 237	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆) ∈ ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
44		eqid 2763	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
45	6, 44, 23, 11, 2	psrbas 22275	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
46	43, 45	eleqtrrd 2867	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆) ∈ 𝐵)
47	22, 46	jca 521	. 2 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝐵 ⊆ (Base‘𝑆) ∧ (1r‘𝑆) ∈ 𝐵))
48	20, 26	issubrg 20856	. 2 ⊢ (𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆) ↔ ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝑆 ↾s 𝐵) ∈ Ring) ∧ (𝐵 ⊆ (Base‘𝑆) ∧ (1r‘𝑆) ∈ 𝐵)))
49	5, 19, 47, 48	syl21anbrc 1363	1 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  {crab 3416   ⊆ wss 3900  ifcif 4485  {csn 4588   × cxp 5654  ^◡ccnv 5655   “ cima 5659  ⟶wf 6557  ‘cfv 6561  (class class class)co 7446   ↑_m cmap 8878  Fincfn 9004  0cc0 11230  ℕcn 12365  ℕ₀cn0 12636  Basecbs 17419   ↾_s cress 17440  0_gc0g 17642  SubGrpcsubg 19362  1_rcur 20440  Ringcrg 20492  SubRingcsubrg 20854   mPwSer cmps 22245

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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5236  ax-sep 5253  ax-nul 5264  ax-pow 5332  ax-pr 5396  ax-un 7778  ax-cnex 11286  ax-resscn 11287  ax-1cn 11288  ax-icn 11289  ax-addcl 11290  ax-addrcl 11291  ax-mulcl 11292  ax-mulrcl 11293  ax-mulcom 11294  ax-addass 11295  ax-mulass 11296  ax-distr 11297  ax-i2m1 11298  ax-1ne0 11299  ax-1rid 11300  ax-rnegex 11301  ax-rrecex 11302  ax-cnre 11303  ax-pre-lttri 11304  ax-pre-lttrn 11305  ax-pre-ltadd 11306  ax-pre-mulgt0 11307

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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5172  df-mpt 5191  df-tr 5217  df-id 5551  df-eprel 5556  df-po 5564  df-so 5565  df-fr 5609  df-se 5610  df-we 5611  df-xp 5662  df-rel 5663  df-cnv 5664  df-co 5665  df-dm 5666  df-rn 5667  df-res 5668  df-ima 5669  df-pred 6325  df-ord 6386  df-on 6387  df-lim 6388  df-suc 6389  df-iota 6515  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-isom 6570  df-riota 7403  df-ov 7449  df-oprab 7450  df-mpo 7451  df-of 7720  df-ofr 7721  df-om 7905  df-1st 8028  df-2nd 8029  df-supp 8208  df-frecs 8330  df-wrecs 8361  df-recs 8410  df-rdg 8449  df-1o 8507  df-2o 8508  df-er 8748  df-map 8880  df-pm 8881  df-ixp 8957  df-en 9005  df-dom 9006  df-sdom 9007  df-fin 9008  df-fsupp 9385  df-sup 9464  df-oi 9534  df-card 10050  df-pnf 11375  df-mnf 11376  df-xr 11377  df-ltxr 11378  df-le 11379  df-sub 11573  df-neg 11574  df-nn 12366  df-2 12435  df-3 12436  df-4 12437  df-5 12438  df-6 12439  df-7 12440  df-8 12441  df-9 12442  df-n0 12637  df-z 12724  df-dec 12845  df-uz 12996  df-fz 13670  df-fzo 13819  df-seq 14175  df-hash 14505  df-struct 17357  df-sets 17374  df-slot 17392  df-ndx 17404  df-base 17420  df-ress 17441  df-plusg 17473  df-mulr 17474  df-sca 17476  df-vsca 17477  df-ip 17478  df-tset 17479  df-ple 17480  df-ds 17482  df-hom 17484  df-cco 17485  df-0g 17644  df-gsum 17645  df-prds 17650  df-pws 17652  df-mre 17788  df-mrc 17789  df-acs 17791  df-mgm 18848  df-sgrp 18940  df-mnd 18956  df-mhm 19010  df-submnd 19011  df-grp 19179  df-minusg 19180  df-mulg 19310  df-subg 19365  df-ghm 19460  df-cntz 19564  df-cmn 20029  df-abl 20030  df-mgp 20394  df-rng 20408  df-ur 20441  df-ring 20494  df-subrng 20831  df-subrg 20855  df-psr 22250

This theorem is used by:  ressmplbas2  22368  subrgmpl  22373