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Theorem mplmonmul

Description: The product of two monomials adds the exponent vectors together. For example, the product of ( x ^ 2 ) ( y ^ 2 ) with ( y ^ 1 ) ( z ^ 3 ) is ( x ^ 2 ) ( y ^ 3 ) ( z ^ 3 ) , where the exponent vectors <. 2 , 2 , 0 >. and <. 0 , 1 , 3 >. are added to give <. 2 , 3 , 3 >. . (Contributed by Mario Carneiro, 9-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses mplmon.s ⊢ P = I mPoly R
mplmon.b ⊢ B = Base P
mplmon.z ⊢ 0 ˙ = 0 R
mplmon.o ⊢ 1 ˙ = 1 R
mplmon.d ⊢ D = f ∈ ℕ 0 I | f -1 ℕ ∈ Fin
mplmon.i ⊢ φ → I ∈ W
mplmon.r ⊢ φ → R ∈ Ring
mplmon.x ⊢ φ → X ∈ D
mplmonmul.t ⊢ · ˙ = ⋅ P
mplmonmul.x ⊢ φ → Y ∈ D
Assertion mplmonmul ⊢ φ → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ · ˙ y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ = y ∈ D ⟼ if y = X + f Y 1 ˙ 0 ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mplmon.s ⊢ P = I mPoly R
2 mplmon.b ⊢ B = Base P
3 mplmon.z ⊢ 0 ˙ = 0 R
4 mplmon.o ⊢ 1 ˙ = 1 R
5 mplmon.d ⊢ D = f ∈ ℕ 0 I | f -1 ℕ ∈ Fin
6 mplmon.i ⊢ φ → I ∈ W
7 mplmon.r ⊢ φ → R ∈ Ring
8 mplmon.x ⊢ φ → X ∈ D
9 mplmonmul.t ⊢ · ˙ = ⋅ P
10 mplmonmul.x ⊢ φ → Y ∈ D
11 eqid ⊢ ⋅ R = ⋅ R
12 1 2 3 4 5 6 7 8 mplmon ⊢ φ → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ∈ B
13 1 2 3 4 5 6 7 10 mplmon ⊢ φ → y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ∈ B
14 1 2 11 9 5 12 13 mplmul ⊢ φ → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ · ˙ y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ = k ∈ D ⟼ ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
15 eqeq1 ⊢ y = k → y = X + f Y ↔ k = X + f Y
16 15 ifbid ⊢ y = k → if y = X + f Y 1 ˙ 0 ˙ = if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙
17 16 cbvmptv ⊢ y ∈ D ⟼ if y = X + f Y 1 ˙ 0 ˙ = k ∈ D ⟼ if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙
18 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → X ∈ x ∈ D | x ≤ f k
19 18 snssd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → X ⊆ x ∈ D | x ≤ f k
20 19 resmptd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = j ∈ X ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
21 20 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = ∑ R j ∈ X y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
22 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → R ∈ Ring
23 ringmnd ⊢ R ∈ Ring → R ∈ Mnd
24 22 23 syl ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → R ∈ Mnd
25 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → X ∈ D
26 iftrue ⊢ y = X → if y = X 1 ˙ 0 ˙ = 1 ˙
27 eqid ⊢ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ = y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙
28 4 fvexi ⊢ 1 ˙ ∈ V
29 26 27 28 fvmpt ⊢ X ∈ D → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X = 1 ˙
30 25 29 syl ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X = 1 ˙
31 ssrab2 ⊢ x ∈ D | x ≤ f k ⊆ D
32 simplr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k ∈ D
33 eqid ⊢ x ∈ D | x ≤ f k = x ∈ D | x ≤ f k
34 5 33 psrbagconcl ⊢ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f X ∈ x ∈ D | x ≤ f k
35 32 18 34 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f X ∈ x ∈ D | x ≤ f k
36 31 35 sselid ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f X ∈ D
37 eqeq1 ⊢ y = k − f X → y = Y ↔ k − f X = Y
38 37 ifbid ⊢ y = k − f X → if y = Y 1 ˙ 0 ˙ = if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙
39 eqid ⊢ y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ = y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙
40 3 fvexi ⊢ 0 ˙ ∈ V
41 28 40 ifex ⊢ if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙ ∈ V
42 38 39 41 fvmpt ⊢ k − f X ∈ D → y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X = if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙
43 36 42 syl ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X = if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙
44 30 43 oveq12d ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X = 1 ˙ ⋅ R if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙
45 eqid ⊢ Base R = Base R
46 45 4 ringidcl ⊢ R ∈ Ring → 1 ˙ ∈ Base R
47 45 3 ring0cl ⊢ R ∈ Ring → 0 ˙ ∈ Base R
48 46 47 ifcld ⊢ R ∈ Ring → if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙ ∈ Base R
49 22 48 syl ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙ ∈ Base R
50 45 11 4 ringlidm ⊢ R ∈ Ring ∧ if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙ ∈ Base R → 1 ˙ ⋅ R if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙ = if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙
51 22 49 50 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → 1 ˙ ⋅ R if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙ = if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙
52 5 psrbagf ⊢ k ∈ D → k : I ⟶ ℕ 0
53 32 52 syl ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k : I ⟶ ℕ 0
54 53 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∧ z ∈ I → k ⁡ z ∈ ℕ 0
55 8 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D → X ∈ D
56 5 psrbagf ⊢ X ∈ D → X : I ⟶ ℕ 0
57 55 56 syl ⊢ φ ∧ k ∈ D → X : I ⟶ ℕ 0
58 57 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ z ∈ I → X ⁡ z ∈ ℕ 0
59 58 adantlr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∧ z ∈ I → X ⁡ z ∈ ℕ 0
60 5 psrbagf ⊢ Y ∈ D → Y : I ⟶ ℕ 0
61 10 60 syl ⊢ φ → Y : I ⟶ ℕ 0
62 61 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D → Y : I ⟶ ℕ 0
63 62 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ z ∈ I → Y ⁡ z ∈ ℕ 0
64 63 adantlr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∧ z ∈ I → Y ⁡ z ∈ ℕ 0
65 nn0cn ⊢ k ⁡ z ∈ ℕ 0 → k ⁡ z ∈ ℂ
66 nn0cn ⊢ X ⁡ z ∈ ℕ 0 → X ⁡ z ∈ ℂ
67 nn0cn ⊢ Y ⁡ z ∈ ℕ 0 → Y ⁡ z ∈ ℂ
68 subadd ⊢ k ⁡ z ∈ ℂ ∧ X ⁡ z ∈ ℂ ∧ Y ⁡ z ∈ ℂ → k ⁡ z − X ⁡ z = Y ⁡ z ↔ X ⁡ z + Y ⁡ z = k ⁡ z
69 65 66 67 68 syl3an ⊢ k ⁡ z ∈ ℕ 0 ∧ X ⁡ z ∈ ℕ 0 ∧ Y ⁡ z ∈ ℕ 0 → k ⁡ z − X ⁡ z = Y ⁡ z ↔ X ⁡ z + Y ⁡ z = k ⁡ z
70 54 59 64 69 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∧ z ∈ I → k ⁡ z − X ⁡ z = Y ⁡ z ↔ X ⁡ z + Y ⁡ z = k ⁡ z
71 eqcom ⊢ X ⁡ z + Y ⁡ z = k ⁡ z ↔ k ⁡ z = X ⁡ z + Y ⁡ z
72 70 71 bitrdi ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∧ z ∈ I → k ⁡ z − X ⁡ z = Y ⁡ z ↔ k ⁡ z = X ⁡ z + Y ⁡ z
73 72 ralbidva ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → ∀ z ∈ I k ⁡ z − X ⁡ z = Y ⁡ z ↔ ∀ z ∈ I k ⁡ z = X ⁡ z + Y ⁡ z
74 mpteqb ⊢ ∀ z ∈ I k ⁡ z − X ⁡ z ∈ V → z ∈ I ⟼ k ⁡ z − X ⁡ z = z ∈ I ⟼ Y ⁡ z ↔ ∀ z ∈ I k ⁡ z − X ⁡ z = Y ⁡ z
75 ovexd ⊢ z ∈ I → k ⁡ z − X ⁡ z ∈ V
76 74 75 mprg ⊢ z ∈ I ⟼ k ⁡ z − X ⁡ z = z ∈ I ⟼ Y ⁡ z ↔ ∀ z ∈ I k ⁡ z − X ⁡ z = Y ⁡ z
77 mpteqb ⊢ ∀ z ∈ I k ⁡ z ∈ V → z ∈ I ⟼ k ⁡ z = z ∈ I ⟼ X ⁡ z + Y ⁡ z ↔ ∀ z ∈ I k ⁡ z = X ⁡ z + Y ⁡ z
78 fvexd ⊢ z ∈ I → k ⁡ z ∈ V
79 77 78 mprg ⊢ z ∈ I ⟼ k ⁡ z = z ∈ I ⟼ X ⁡ z + Y ⁡ z ↔ ∀ z ∈ I k ⁡ z = X ⁡ z + Y ⁡ z
80 73 76 79 3bitr4g ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → z ∈ I ⟼ k ⁡ z − X ⁡ z = z ∈ I ⟼ Y ⁡ z ↔ z ∈ I ⟼ k ⁡ z = z ∈ I ⟼ X ⁡ z + Y ⁡ z
81 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → I ∈ W
82 53 feqmptd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k = z ∈ I ⟼ k ⁡ z
83 57 feqmptd ⊢ φ ∧ k ∈ D → X = z ∈ I ⟼ X ⁡ z
84 83 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → X = z ∈ I ⟼ X ⁡ z
85 81 54 59 82 84 offval2 ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f X = z ∈ I ⟼ k ⁡ z − X ⁡ z
86 62 feqmptd ⊢ φ ∧ k ∈ D → Y = z ∈ I ⟼ Y ⁡ z
87 86 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → Y = z ∈ I ⟼ Y ⁡ z
88 85 87 eqeq12d ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f X = Y ↔ z ∈ I ⟼ k ⁡ z − X ⁡ z = z ∈ I ⟼ Y ⁡ z
89 6 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D → I ∈ W
90 89 58 63 83 86 offval2 ⊢ φ ∧ k ∈ D → X + f Y = z ∈ I ⟼ X ⁡ z + Y ⁡ z
91 90 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → X + f Y = z ∈ I ⟼ X ⁡ z + Y ⁡ z
92 82 91 eqeq12d ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k = X + f Y ↔ z ∈ I ⟼ k ⁡ z = z ∈ I ⟼ X ⁡ z + Y ⁡ z
93 80 88 92 3bitr4d ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f X = Y ↔ k = X + f Y
94 93 ifbid ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → if k − f X = Y 1 ˙ 0 ˙ = if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙
95 44 51 94 3eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X = if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙
96 94 49 eqeltrrd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙ ∈ Base R
97 95 96 eqeltrd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X ∈ Base R
98 fveq2 ⊢ j = X → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j = y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X
99 oveq2 ⊢ j = X → k − f j = k − f X
100 99 fveq2d ⊢ j = X → y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X
101 98 100 oveq12d ⊢ j = X → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X
102 45 101 gsumsn ⊢ R ∈ Mnd ∧ X ∈ D ∧ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X ∈ Base R → ∑ R j ∈ X y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X
103 24 25 97 102 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → ∑ R j ∈ X y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ X ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f X
104 21 103 95 3eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙
105 3 gsum0 ⊢ ∑ R ∅ = 0 ˙
106 disjsn ⊢ x ∈ D | x ≤ f k ∩ X = ∅ ↔ ¬ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k
107 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → R ∈ Ring
108 1 45 2 5 12 mplelf ⊢ φ → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ : D ⟶ Base R
109 108 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ : D ⟶ Base R
110 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k
111 31 110 sselid ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → j ∈ D
112 109 111 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ∈ Base R
113 1 45 2 5 13 mplelf ⊢ φ → y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ : D ⟶ Base R
114 113 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ : D ⟶ Base R
115 simplr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k ∈ D
116 5 33 psrbagconcl ⊢ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f j ∈ x ∈ D | x ≤ f k
117 115 110 116 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f j ∈ x ∈ D | x ≤ f k
118 31 117 sselid ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → k − f j ∈ D
119 114 118 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ Base R
120 45 11 ringcl ⊢ R ∈ Ring ∧ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ∈ Base R ∧ y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ Base R → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ Base R
121 107 112 119 120 syl3anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ Base R
122 121 fmpttd ⊢ φ ∧ k ∈ D → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j : x ∈ D | x ≤ f k ⟶ Base R
123 ffn ⊢ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j : x ∈ D | x ≤ f k ⟶ Base R → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j Fn x ∈ D | x ≤ f k
124 fnresdisj ⊢ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j Fn x ∈ D | x ≤ f k → x ∈ D | x ≤ f k ∩ X = ∅ ↔ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = ∅
125 122 123 124 3syl ⊢ φ ∧ k ∈ D → x ∈ D | x ≤ f k ∩ X = ∅ ↔ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = ∅
126 125 biimpa ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ D | x ≤ f k ∩ X = ∅ → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = ∅
127 106 126 sylan2br ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ ¬ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = ∅
128 127 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ ¬ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = ∑ R ∅
129 breq1 ⊢ x = X → x ≤ f X + f Y ↔ X ≤ f X + f Y
130 58 nn0red ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ z ∈ I → X ⁡ z ∈ ℝ
131 nn0addge1 ⊢ X ⁡ z ∈ ℝ ∧ Y ⁡ z ∈ ℕ 0 → X ⁡ z ≤ X ⁡ z + Y ⁡ z
132 130 63 131 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ z ∈ I → X ⁡ z ≤ X ⁡ z + Y ⁡ z
133 132 ralrimiva ⊢ φ ∧ k ∈ D → ∀ z ∈ I X ⁡ z ≤ X ⁡ z + Y ⁡ z
134 ovexd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ z ∈ I → X ⁡ z + Y ⁡ z ∈ V
135 89 58 134 83 90 ofrfval2 ⊢ φ ∧ k ∈ D → X ≤ f X + f Y ↔ ∀ z ∈ I X ⁡ z ≤ X ⁡ z + Y ⁡ z
136 133 135 mpbird ⊢ φ ∧ k ∈ D → X ≤ f X + f Y
137 129 55 136 elrabd ⊢ φ ∧ k ∈ D → X ∈ x ∈ D | x ≤ f X + f Y
138 breq2 ⊢ k = X + f Y → x ≤ f k ↔ x ≤ f X + f Y
139 138 rabbidv ⊢ k = X + f Y → x ∈ D | x ≤ f k = x ∈ D | x ≤ f X + f Y
140 139 eleq2d ⊢ k = X + f Y → X ∈ x ∈ D | x ≤ f k ↔ X ∈ x ∈ D | x ≤ f X + f Y
141 137 140 syl5ibrcom ⊢ φ ∧ k ∈ D → k = X + f Y → X ∈ x ∈ D | x ≤ f k
142 141 con3dimp ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ ¬ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → ¬ k = X + f Y
143 142 iffalsed ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ ¬ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙ = 0 ˙
144 105 128 143 3eqtr4a ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ ¬ X ∈ x ∈ D | x ≤ f k → ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙
145 104 144 pm2.61dan ⊢ φ ∧ k ∈ D → ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙
146 7 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D → R ∈ Ring
147 ringcmn ⊢ R ∈ Ring → R ∈ CMnd
148 146 147 syl ⊢ φ ∧ k ∈ D → R ∈ CMnd
149 5 psrbaglefi ⊢ k ∈ D → x ∈ D | x ≤ f k ∈ Fin
150 149 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ D → x ∈ D | x ≤ f k ∈ Fin
151 ssdif ⊢ x ∈ D | x ≤ f k ⊆ D → x ∈ D | x ≤ f k ∖ X ⊆ D ∖ X
152 31 151 ax-mp ⊢ x ∈ D | x ≤ f k ∖ X ⊆ D ∖ X
153 152 sseli ⊢ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∖ X → j ∈ D ∖ X
154 108 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ : D ⟶ Base R
155 eldifsni ⊢ y ∈ D ∖ X → y ≠ X
156 155 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ y ∈ D ∖ X → y ≠ X
157 156 neneqd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ y ∈ D ∖ X → ¬ y = X
158 157 iffalsed ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ y ∈ D ∖ X → if y = X 1 ˙ 0 ˙ = 0 ˙
159 ovex ⊢ ℕ 0 I ∈ V
160 5 159 rabex2 ⊢ D ∈ V
161 160 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ D → D ∈ V
162 158 161 suppss2 ⊢ φ ∧ k ∈ D → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ supp 0 ˙ ⊆ X
163 40 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ D → 0 ˙ ∈ V
164 154 162 161 163 suppssr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ D ∖ X → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j = 0 ˙
165 153 164 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∖ X → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j = 0 ˙
166 165 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∖ X → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = 0 ˙ ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
167 eldifi ⊢ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∖ X → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k
168 45 11 3 ringlz ⊢ R ∈ Ring ∧ y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ Base R → 0 ˙ ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = 0 ˙
169 107 119 168 syl2anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k → 0 ˙ ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = 0 ˙
170 167 169 sylan2 ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∖ X → 0 ˙ ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = 0 ˙
171 166 170 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ∖ X → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j = 0 ˙
172 160 rabex ⊢ x ∈ D | x ≤ f k ∈ V
173 172 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ D → x ∈ D | x ≤ f k ∈ V
174 171 173 suppss2 ⊢ φ ∧ k ∈ D → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j supp 0 ˙ ⊆ X
175 160 mptrabex ⊢ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ V
176 funmpt ⊢ Fun ⁡ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
177 175 176 40 3pm3.2i ⊢ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ V ∧ Fun ⁡ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∧ 0 ˙ ∈ V
178 177 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ D → j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ V ∧ Fun ⁡ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∧ 0 ˙ ∈ V
179 snfi ⊢ X ∈ Fin
180 179 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ D → X ∈ Fin
181 suppssfifsupp ⊢ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∈ V ∧ Fun ⁡ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ X ∈ Fin ∧ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j supp 0 ˙ ⊆ X → finSupp 0 ˙⁡ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
182 178 180 174 181 syl12anc ⊢ φ ∧ k ∈ D → finSupp 0 ˙⁡ j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
183 45 3 148 150 122 174 182 gsumres ⊢ φ ∧ k ∈ D → ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k ⟼ y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j ↾ X = ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
184 145 183 eqtr3d ⊢ φ ∧ k ∈ D → if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙ = ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
185 184 mpteq2dva ⊢ φ → k ∈ D ⟼ if k = X + f Y 1 ˙ 0 ˙ = k ∈ D ⟼ ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
186 17 185 eqtrid ⊢ φ → y ∈ D ⟼ if y = X + f Y 1 ˙ 0 ˙ = k ∈ D ⟼ ∑ R j ∈ x ∈ D | x ≤ f k y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ ⁡ j ⋅ R y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ ⁡ k − f j
187 14 186 eqtr4d ⊢ φ → y ∈ D ⟼ if y = X 1 ˙ 0 ˙ · ˙ y ∈ D ⟼ if y = Y 1 ˙ 0 ˙ = y ∈ D ⟼ if y = X + f Y 1 ˙ 0 ˙