Theorem subrgpsr 22198

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 20744	. . . 4 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑅 ∈ Ring)
4	3	adantl 487	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑅 ∈ Ring)
5	1, 2, 4	psrring 22190	. 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 20742	. . . . 5 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝐻 ∈ Ring)
9	8	adantl 487	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐻 ∈ Ring)
10	6, 2, 9	psrring 22190	. . 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 2762	. . . . 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 22194	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)))
16	1, 7, 6, 11, 13, 14	resspsradd 22195	. . . 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 22196	. . . 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 20436	. . 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 2762	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
21	13, 20	ressbasss 17337	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝑆 ↾s 𝐵)) ⊆ (Base‘𝑆)
22	15, 21	eqsstrdi 3978	. . 3 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 ⊆ (Base‘𝑆))
23		eqid 2762	. . . . . . 7 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} = {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}
24		eqid 2762	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
25		eqid 2762	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
26		eqid 2762	. . . . . . 7 ⊢ (1r‘𝑆) = (1r‘𝑆)
27	1, 2, 4, 23, 24, 25, 26	psr1 22191	. . . . . 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 20748	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → (1r‘𝑅) ∈ 𝑇)
29		subrgsubg 20745	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑇 ∈ (SubGrp‘𝑅))
30	24	subg0cl 19263	. . . . . . . . . . 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 20749	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅) → 𝑇 = (Base‘𝐻))
35	34	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝑇 = (Base‘𝐻))
36	33, 35	eleqtrd 2864	. . . . . . 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 7113	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → (1r‘𝑆):{𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}⟶(Base‘𝐻))
39		fvex 6895	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝐻) ∈ V
40		ovex 7450	. . . . . . 7 ⊢ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∈ V
41	40	rabex 5307	. . . . . 6 ⊢ {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin} ∈ V
42	39, 41	elmap 8882	. . . . 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 2762	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝐻) = (Base‘𝐻)
45	6, 44, 23, 11, 2	psrbas 22155	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑇 ∈ (SubRing‘𝑅)) → 𝐵 = ((Base‘𝐻) ↑m {𝑓 ∈ (ℕ0 ↑m 𝐼) ∣ (◡𝑓 “ ℕ) ∈ Fin}))
46	43, 45	eleqtrrd 2865	. . 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 20739	. 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 2145  {crab 3414   ⊆ wss 3902  ifcif 4485  {csn 4587   × cxp 5657  ^◡ccnv 5658   “ cima 5662  ⟶wf 6533  ‘cfv 6537  (class class class)co 7417   ↑_m cmap 8830  Fincfn 8956  0cc0 11128  ℕcn 12261  ℕ₀cn0 12532  Basecbs 17307   ↾_s cress 17328  0_gc0g 17530  SubGrpcsubg 19249  1_rcur 20326  Ringcrg 20378  SubRingcsubrg 20737   mPwSer cmps 22125

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 7740  ax-cnex 11184  ax-resscn 11185  ax-1cn 11186  ax-icn 11187  ax-addcl 11188  ax-addrcl 11189  ax-mulcl 11190  ax-mulrcl 11191  ax-mulcom 11192  ax-addass 11193  ax-mulass 11194  ax-distr 11195  ax-i2m1 11196  ax-1ne0 11197  ax-1rid 11198  ax-rnegex 11199  ax-rrecex 11200  ax-cnre 11201  ax-pre-lttri 11202  ax-pre-lttrn 11203  ax-pre-ltadd 11204  ax-pre-mulgt0 11205

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 7374  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-of 7682  df-ofr 7683  df-om 7867  df-1st 7990  df-2nd 7991  df-supp 8163  df-frecs 8284  df-wrecs 8315  df-recs 8364  df-rdg 8403  df-1o 8459  df-2o 8460  df-er 8700  df-map 8832  df-pm 8833  df-ixp 8909  df-en 8957  df-dom 8958  df-sdom 8959  df-fin 8960  df-fsupp 9336  df-sup 9416  df-oi 9486  df-card 9948  df-pnf 11273  df-mnf 11274  df-xr 11275  df-ltxr 11276  df-le 11277  df-sub 11471  df-neg 11472  df-nn 12262  df-2 12331  df-3 12332  df-4 12333  df-5 12334  df-6 12335  df-7 12336  df-8 12337  df-9 12338  df-n0 12533  df-z 12620  df-dec 12741  df-uz 12892  df-fz 13566  df-fzo 13714  df-seq 14070  df-hash 14399  df-struct 17245  df-sets 17262  df-slot 17280  df-ndx 17292  df-base 17308  df-ress 17329  df-plusg 17361  df-mulr 17362  df-sca 17364  df-vsca 17365  df-ip 17366  df-tset 17367  df-ple 17368  df-ds 17370  df-hom 17372  df-cco 17373  df-0g 17532  df-gsum 17533  df-prds 17538  df-pws 17540  df-mre 17676  df-mrc 17677  df-acs 17679  df-mgm 18736  df-sgrp 18827  df-mnd 18843  df-mhm 18897  df-submnd 18898  df-grp 19066  df-minusg 19067  df-mulg 19197  df-subg 19252  df-ghm 19347  df-cntz 19450  df-cmn 19915  df-abl 19916  df-mgp 20280  df-rng 20294  df-ur 20327  df-ring 20380  df-subrng 20714  df-subrg 20738  df-psr 22130

This theorem is used by:  ressmplbas2  22248  subrgmpl  22253