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Theorem psrass23l

Description: Associative identity for the ring of power series. Part of psrass23 which does not require the scalar ring to be commutative. (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jan-2015) (Revised by AV, 14-Aug-2019)

Ref Expression
Hypotheses psrring.s ⊢ S = I mPwSer R
psrring.i ⊢ φ → I ∈ V
psrring.r ⊢ φ → R ∈ Ring
psrass.d ⊢ D = f ∈ ℕ 0 I | f -1 ℕ ∈ Fin
psrass.t ⊢ × ˙ = ⋅ S
psrass.b ⊢ B = Base S
psrass.x ⊢ φ → X ∈ B
psrass.y ⊢ φ → Y ∈ B
psrass23l.k ⊢ K = Base R
psrass23l.n ⊢ · ˙ = ⋅ S
psrass23l.a ⊢ φ → A ∈ K
Assertion psrass23l ⊢ φ → A · ˙ X × ˙ Y = A · ˙ X × ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psrring.s ⊢ S = I mPwSer R
2 psrring.i ⊢ φ → I ∈ V
3 psrring.r ⊢ φ → R ∈ Ring
4 psrass.d ⊢ D = f ∈ ℕ 0 I | f -1 ℕ ∈ Fin
5 psrass.t ⊢ × ˙ = ⋅ S
6 psrass.b ⊢ B = Base S
7 psrass.x ⊢ φ → X ∈ B
8 psrass.y ⊢ φ → Y ∈ B
9 psrass23l.k ⊢ K = Base R
10 psrass23l.n ⊢ · ˙ = ⋅ S
11 psrass23l.a ⊢ φ → A ∈ K
12 eqid ⊢ Base R = Base R
13 eqid ⊢ ⋅ R = ⋅ R
14 11 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D → A ∈ K
15 14 9 eleqtrdi ⊢ φ ∧ k ∈ D → A ∈ Base R
16 15 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → A ∈ Base R
17 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → X ∈ B
18 ssrab2 ⊢ y ∈ D | y ≤ f k ⊆ D
19 simpr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → x ∈ y ∈ D | y ≤ f k
20 18 19 sselid ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → x ∈ D
21 1 10 12 6 13 4 16 17 20 psrvscaval ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → A · ˙ X ⁡ x = A ⋅ R X ⁡ x
22 21 oveq1d ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → A · ˙ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
23 3 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → R ∈ Ring
24 1 12 4 6 17 psrelbas ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → X : D ⟶ Base R
25 24 20 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → X ⁡ x ∈ Base R
26 8 ad2antrr ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → Y ∈ B
27 1 12 4 6 26 psrelbas ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → Y : D ⟶ Base R
28 eqid ⊢ y ∈ D | y ≤ f k = y ∈ D | y ≤ f k
29 4 28 psrbagconcl ⊢ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → k − f x ∈ y ∈ D | y ≤ f k
30 29 adantll ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → k − f x ∈ y ∈ D | y ≤ f k
31 18 30 sselid ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → k − f x ∈ D
32 27 31 ffvelcdmd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → Y ⁡ k − f x ∈ Base R
33 12 13 ringass ⊢ R ∈ Ring ∧ A ∈ Base R ∧ X ⁡ x ∈ Base R ∧ Y ⁡ k − f x ∈ Base R → A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
34 23 16 25 32 33 syl13anc ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
35 22 34 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → A · ˙ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
36 35 mpteq2dva ⊢ φ ∧ k ∈ D → x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ A · ˙ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
37 36 oveq2d ⊢ φ ∧ k ∈ D → ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k A · ˙ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
38 eqid ⊢ 0 R = 0 R
39 3 adantr ⊢ φ ∧ k ∈ D → R ∈ Ring
40 4 psrbaglefi ⊢ k ∈ D → y ∈ D | y ≤ f k ∈ Fin
41 40 adantl ⊢ φ ∧ k ∈ D → y ∈ D | y ≤ f k ∈ Fin
42 12 13 23 25 32 ringcld ⊢ φ ∧ k ∈ D ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k → X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∈ Base R
43 ovex ⊢ ℕ 0 I ∈ V
44 4 43 rabex2 ⊢ D ∈ V
45 44 mptrabex ⊢ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∈ V
46 funmpt ⊢ Fun ⁡ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
47 fvex ⊢ 0 R ∈ V
48 45 46 47 3pm3.2i ⊢ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∈ V ∧ Fun ⁡ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∧ 0 R ∈ V
49 48 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ D → x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∈ V ∧ Fun ⁡ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∧ 0 R ∈ V
50 suppssdm ⊢ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x supp 0 R ⊆ dom ⁡ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
51 eqid ⊢ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
52 51 dmmptss ⊢ dom ⁡ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ⊆ y ∈ D | y ≤ f k
53 50 52 sstri ⊢ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x supp 0 R ⊆ y ∈ D | y ≤ f k
54 53 a1i ⊢ φ ∧ k ∈ D → x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x supp 0 R ⊆ y ∈ D | y ≤ f k
55 suppssfifsupp ⊢ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∈ V ∧ Fun ⁡ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∧ 0 R ∈ V ∧ y ∈ D | y ≤ f k ∈ Fin ∧ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x supp 0 R ⊆ y ∈ D | y ≤ f k → finSupp 0 R⁡ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
56 49 41 54 55 syl12anc ⊢ φ ∧ k ∈ D → finSupp 0 R⁡ x ∈ y ∈ D | y ≤ f k ⟼ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
57 12 38 13 39 41 15 42 56 gsummulc2 ⊢ φ ∧ k ∈ D → ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k A ⋅ R X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = A ⋅ R ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
58 37 57 eqtrd ⊢ φ ∧ k ∈ D → ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k A · ˙ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = A ⋅ R ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
59 58 mpteq2dva ⊢ φ → k ∈ D ⟼ ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k A · ˙ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x = k ∈ D ⟼ A ⋅ R ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
60 1 10 9 6 3 11 7 psrvscacl ⊢ φ → A · ˙ X ∈ B
61 1 6 13 5 4 60 8 psrmulfval ⊢ φ → A · ˙ X × ˙ Y = k ∈ D ⟼ ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k A · ˙ X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
62 1 6 5 3 7 8 psrmulcl ⊢ φ → X × ˙ Y ∈ B
63 1 10 9 6 13 4 11 62 psrvsca ⊢ φ → A · ˙ X × ˙ Y = D × A ⋅ R f X × ˙ Y
64 44 a1i ⊢ φ → D ∈ V
65 ovexd ⊢ φ ∧ k ∈ D → ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x ∈ V
66 fconstmpt ⊢ D × A = k ∈ D ⟼ A
67 66 a1i ⊢ φ → D × A = k ∈ D ⟼ A
68 1 6 13 5 4 7 8 psrmulfval ⊢ φ → X × ˙ Y = k ∈ D ⟼ ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
69 64 14 65 67 68 offval2 ⊢ φ → D × A ⋅ R f X × ˙ Y = k ∈ D ⟼ A ⋅ R ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
70 63 69 eqtrd ⊢ φ → A · ˙ X × ˙ Y = k ∈ D ⟼ A ⋅ R ∑ R x ∈ y ∈ D | y ≤ f k X ⁡ x ⋅ R Y ⁡ k − f x
71 59 61 70 3eqtr4d ⊢ φ → A · ˙ X × ˙ Y = A · ˙ X × ˙ Y