MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  subrgpsr Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem subrgpsr 22009
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 = (𝑅s 𝑇)
subrgpsr.u 𝑈 = (𝐼 mPwSer 𝐻)
subrgpsr.b 𝐵 = (Base‘𝑈)
Assertion
Ref Expression
subrgpsr ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆))

Proof of Theorem subrgpsr
Dummy variables 𝑥 𝑦 𝑓 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 subrgpsr.s . . 3 𝑆 = (𝐼 mPwSer 𝑅)
2 simpl 486 . . 3 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐼𝑉)
3 subrgrcl 20605 . . . 4 (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
43adantl 485 . . 3 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
51, 2, 4psrring 22001 . 2 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑆 ∈ Ring)
6 subrgpsr.u . . . 4 𝑈 = (𝐼 mPwSer 𝐻)
7 subrgpsr.h . . . . . 6 𝐻 = (𝑅s 𝑇)
87subrgring 20603 . . . . 5 (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐻 ∈ Ring)
98adantl 485 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐻 ∈ Ring)
106, 2, 9psrring 22001 . . 3 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑈 ∈ Ring)
11 subrgpsr.b . . . . 5 𝐵 = (Base‘𝑈)
1211a1i 11 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = (Base‘𝑈))
13 eqid 2761 . . . . 5 (𝑆s 𝐵) = (𝑆s 𝐵)
14 simpr 488 . . . . 5 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅))
151, 7, 6, 11, 13, 14resspsrbas 22005 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = (Base‘(𝑆s 𝐵)))
161, 7, 6, 11, 13, 14resspsradd 22006 . . . 4 (((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(+g𝑈)𝑦) = (𝑥(+g‘(𝑆s 𝐵))𝑦))
171, 7, 6, 11, 13, 14resspsrmul 22007 . . . 4 (((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ (𝑥𝐵𝑦𝐵)) → (𝑥(.r𝑈)𝑦) = (𝑥(.r‘(𝑆s 𝐵))𝑦))
1812, 15, 16, 17ringpropd 20317 . . 3 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑈 ∈ Ring ↔ (𝑆s 𝐵) ∈ Ring))
1910, 18mpbid 234 . 2 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝑆s 𝐵) ∈ Ring)
20 eqid 2761 . . . . 5 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2113, 20ressbasss 17258 . . . 4 (Base‘(𝑆s 𝐵)) ⊆ (Base‘𝑆)
2215, 21eqsstrdi 3980 . . 3 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ⊆ (Base‘𝑆))
23 eqid 2761 . . . . . . 7 {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
24 eqid 2761 . . . . . . 7 (0g𝑅) = (0g𝑅)
25 eqid 2761 . . . . . . 7 (1r𝑅) = (1r𝑅)
26 eqid 2761 . . . . . . 7 (1r𝑆) = (1r𝑆)
271, 2, 4, 23, 24, 25, 26psr1 22002 . . . . . 6 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r𝑆) = (𝑥 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ↦ if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅))))
2825subrg1cl 20609 . . . . . . . . . 10 (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r𝑅) ∈ 𝑇)
29 subrgsubg 20606 . . . . . . . . . . 11 (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑅))
3024subg0cl 19159 . . . . . . . . . . 11 (𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑅) → (0g𝑅) ∈ 𝑇)
3129, 30syl 17 . . . . . . . . . 10 (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → (0g𝑅) ∈ 𝑇)
3228, 31ifcld 4526 . . . . . . . . 9 (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) ∈ 𝑇)
3332adantl 485 . . . . . . . 8 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) ∈ 𝑇)
347subrgbas 20610 . . . . . . . . 9 (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑇 = (Base‘𝐻))
3534adantl 485 . . . . . . . 8 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑇 = (Base‘𝐻))
3633, 35eleqtrd 2863 . . . . . . 7 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) ∈ (Base‘𝐻))
3736adantr 484 . . . . . 6 (((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) ∧ 𝑥 ∈ {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) → if(𝑥 = (𝐼 × {0}), (1r𝑅), (0g𝑅)) ∈ (Base‘𝐻))
3827, 37fmpt3d 7093 . . . . 5 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r𝑆):{𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝐻))
39 fvex 6876 . . . . . 6 (Base‘𝐻) ∈ V
40 ovex 7425 . . . . . . 7 (ℕ0m 𝐼) ∈ V
4140rabex 5294 . . . . . 6 {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V
4239, 41elmap 8849 . . . . 5 ((1r𝑆) ∈ ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}) ↔ (1r𝑆):{𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝐻))
4338, 42sylibr 236 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r𝑆) ∈ ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
44 eqid 2761 . . . . 5 (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
456, 44, 23, 11, 2psrbas 21966 . . . 4 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0m 𝐼) ∣ (𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
4643, 45eleqtrrd 2864 . . 3 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r𝑆) ∈ 𝐵)
4722, 46jca 519 . 2 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (𝐵 ⊆ (Base‘𝑆) ∧ (1r𝑆) ∈ 𝐵))
4820, 26issubrg 20600 . 2 (𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆) ↔ ((𝑆 ∈ Ring ∧ (𝑆s 𝐵) ∈ Ring) ∧ (𝐵 ⊆ (Base‘𝑆) ∧ (1r𝑆) ∈ 𝐵)))
495, 19, 47, 48syl21anbrc 1357 1 ((𝐼𝑉𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ∈ (SubRing‘𝑆))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 399   = wceq 1559  wcel 2141  {crab 3413  wss 3904  ifcif 4479  {csn 4581   × cxp 5643  ccnv 5644  cima 5648  wf 6513  cfv 6517  (class class class)co 7392  m cmap 8803  Fincfn 8923  0cc0 11070  cn 12207  0cn0 12478  Basecbs 17228  s cress 17249  0gc0g 17451  SubGrpcsubg 19145  1rcur 20210  Ringcrg 20262  SubRingcsubrg 20598   mPwSer cmps 21936
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1814  ax-4 1828  ax-5 1929  ax-6 1986  ax-7 2027  ax-8 2143  ax-9 2151  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2211  ax-ext 2733  ax-rep 5226  ax-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5321  ax-pr 5389  ax-un 7714  ax-cnex 11126  ax-resscn 11127  ax-1cn 11128  ax-icn 11129  ax-addcl 11130  ax-addrcl 11131  ax-mulcl 11132  ax-mulrcl 11133  ax-mulcom 11134  ax-addass 11135  ax-mulass 11136  ax-distr 11137  ax-i2m1 11138  ax-1ne0 11139  ax-1rid 11140  ax-rnegex 11141  ax-rrecex 11142  ax-cnre 11143  ax-pre-lttri 11144  ax-pre-lttrn 11145  ax-pre-ltadd 11146  ax-pre-mulgt0 11147
This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 400  df-or 859  df-3or 1098  df-3an 1099  df-tru 1562  df-fal 1572  df-ex 1799  df-nf 1803  df-sb 2090  df-mo 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3061  df-ral 3076  df-rex 3086  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3455  df-sbc 3745  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-pss 3924  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4582  df-pr 4584  df-tp 4586  df-op 4588  df-uni 4865  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5100  df-opab 5162  df-mpt 5181  df-tr 5207  df-id 5540  df-eprel 5545  df-po 5553  df-so 5554  df-fr 5598  df-se 5599  df-we 5600  df-xp 5651  df-rel 5652  df-cnv 5653  df-co 5654  df-dm 5655  df-rn 5656  df-res 5657  df-ima 5658  df-pred 6284  df-ord 6345  df-on 6346  df-lim 6347  df-suc 6348  df-iota 6473  df-fun 6519  df-fn 6520  df-f 6521  df-f1 6522  df-fo 6523  df-f1o 6524  df-fv 6525  df-isom 6526  df-riota 7349  df-ov 7395  df-oprab 7396  df-mpo 7397  df-of 7656  df-ofr 7657  df-om 7843  df-1st 7966  df-2nd 7967  df-supp 8136  df-frecs 8257  df-wrecs 8288  df-recs 8337  df-rdg 8376  df-1o 8432  df-2o 8433  df-er 8673  df-map 8805  df-pm 8806  df-ixp 8876  df-en 8924  df-dom 8925  df-sdom 8926  df-fin 8927  df-fsupp 9305  df-sup 9385  df-oi 9455  df-card 9894  df-pnf 11215  df-mnf 11216  df-xr 11217  df-ltxr 11218  df-le 11219  df-sub 11413  df-neg 11414  df-nn 12208  df-2 12277  df-3 12278  df-4 12279  df-5 12280  df-6 12281  df-7 12282  df-8 12283  df-9 12284  df-n0 12479  df-z 12566  df-dec 12686  df-uz 12837  df-fz 13510  df-fzo 13657  df-seq 14012  df-hash 14341  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17250  df-plusg 17282  df-mulr 17283  df-sca 17285  df-vsca 17286  df-ip 17287  df-tset 17288  df-ple 17289  df-ds 17291  df-hom 17293  df-cco 17294  df-0g 17453  df-gsum 17454  df-prds 17459  df-pws 17461  df-mre 17597  df-mrc 17598  df-acs 17600  df-mgm 18657  df-sgrp 18736  df-mnd 18752  df-mhm 18800  df-submnd 18801  df-grp 18961  df-minusg 18962  df-mulg 19093  df-subg 19148  df-ghm 19237  df-cntz 19340  df-cmn 19805  df-abl 19806  df-mgp 20170  df-rng 20182  df-ur 20211  df-ring 20264  df-subrng 20575  df-subrg 20599  df-psr 21941
This theorem is referenced by:  ressmplbas2  22059  subrgmpl  22064
  Copyright terms: Public domain W3C validator