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Theorem psrgsum

Description: Finite commutative sums of power series are taken componentwise. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Mar-2026)

Ref Expression
Hypotheses psrgsum.s S = I mPwSer R
psrgsum.b B = Base S
psrgsum.r φ R Ring
psrgsum.i φ I V
psrgsum.d D = h 0 I | finSupp 0 h
psrgsum.a φ A Fin
psrgsum.f φ F : A B
Assertion psrgsum φ S F = y D R k A F k y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psrgsum.s S = I mPwSer R
2 psrgsum.b B = Base S
3 psrgsum.r φ R Ring
4 psrgsum.i φ I V
5 psrgsum.d D = h 0 I | finSupp 0 h
6 psrgsum.a φ A Fin
7 psrgsum.f φ F : A B
8 7 feqmptd φ F = k A F k
9 8 oveq2d φ S F = S k A F k
10 mpteq1 a = k a F k = k F k
11 10 oveq2d a = S k a F k = S k F k
12 mpteq1 a = k a F k y = k F k y
13 12 oveq2d a = R k a F k y = R k F k y
14 13 mpteq2dv a = y D R k a F k y = y D R k F k y
15 11 14 eqeq12d a = S k a F k = y D R k a F k y S k F k = y D R k F k y
16 mpteq1 a = b k a F k = k b F k
17 16 oveq2d a = b S k a F k = S k b F k
18 mpteq1 a = b k a F k y = k b F k y
19 18 oveq2d a = b R k a F k y = R k b F k y
20 19 mpteq2dv a = b y D R k a F k y = y D R k b F k y
21 17 20 eqeq12d a = b S k a F k = y D R k a F k y S k b F k = y D R k b F k y
22 mpteq1 a = b f k a F k = k b f F k
23 fveq2 k = l F k = F l
24 23 cbvmptv k b f F k = l b f F l
25 22 24 eqtrdi a = b f k a F k = l b f F l
26 25 oveq2d a = b f S k a F k = S l b f F l
27 mpteq1 a = b f k a F k y = k b f F k y
28 27 oveq2d a = b f R k a F k y = R k b f F k y
29 28 mpteq2dv a = b f y D R k a F k y = y D R k b f F k y
30 26 29 eqeq12d a = b f S k a F k = y D R k a F k y S l b f F l = y D R k b f F k y
31 mpteq1 a = A k a F k = k A F k
32 31 oveq2d a = A S k a F k = S k A F k
33 mpteq1 a = A k a F k y = k A F k y
34 33 oveq2d a = A R k a F k y = R k A F k y
35 34 mpteq2dv a = A y D R k a F k y = y D R k A F k y
36 32 35 eqeq12d a = A S k a F k = y D R k a F k y S k A F k = y D R k A F k y
37 mpt0 k F k =
38 37 a1i φ k F k =
39 38 oveq2d φ S k F k = S
40 eqid 0 S = 0 S
41 40 gsum0 S = 0 S
42 41 a1i φ S = 0 S
43 fconstmpt D × 0 R = y D 0 R
44 3 ringgrpd φ R Grp
45 5 psrbasfsupp D = h 0 I | h -1 Fin
46 eqid 0 R = 0 R
47 1 4 44 45 46 40 psr0 φ 0 S = D × 0 R
48 mpt0 k F k y =
49 48 oveq2i R k F k y = R
50 46 gsum0 R = 0 R
51 49 50 eqtri R k F k y = 0 R
52 51 a1i φ R k F k y = 0 R
53 52 mpteq2dv φ y D R k F k y = y D 0 R
54 43 47 53 3eqtr4a φ 0 S = y D R k F k y
55 39 42 54 3eqtrd φ S k F k = y D R k F k y
56 ovex 0 I V
57 5 56 rabex2 D V
58 nfv y φ b A f A b
59 ovexd φ b A f A b y D R k b F k y V
60 eqid y D R k b F k y = y D R k b F k y
61 58 59 60 fnmptd φ b A f A b y D R k b F k y Fn D
62 fvexd φ b A f A b y D F f y V
63 eqid y D F f y = y D F f y
64 58 62 63 fnmptd φ b A f A b y D F f y Fn D
65 ofmpteq D V y D R k b F k y Fn D y D F f y Fn D y D R k b F k y + R f y D F f y = y D R k b F k y + R F f y
66 57 61 64 65 mp3an2i φ b A f A b y D R k b F k y + R f y D F f y = y D R k b F k y + R F f y
67 66 adantr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y y D R k b F k y + R f y D F f y = y D R k b F k y + R F f y
68 eqid + S = + S
69 1 4 3 psrring φ S Ring
70 69 ringcmnd φ S CMnd
71 70 ad3antrrr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S CMnd
72 6 ad3antrrr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y A Fin
73 simpllr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y b A
74 72 73 ssfid φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y b Fin
75 7 ad4antr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y l b F : A B
76 73 sselda φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y l b l A
77 75 76 ffvelcdmd φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y l b F l B
78 simplr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y f A b
79 78 eldifbd φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y ¬ f b
80 7 ad3antrrr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y F : A B
81 78 eldifad φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y f A
82 80 81 ffvelcdmd φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y F f B
83 fveq2 l = f F l = F f
84 2 68 71 74 77 78 79 82 83 gsumunsn φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b f F l = S l b F l + S F f
85 eqid + R = + R
86 77 fmpttd φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y l b F l : b B
87 eqid l b F l = l b F l
88 fvexd φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y 0 S V
89 87 74 77 88 fsuppmptdm φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y finSupp 0 S l b F l
90 2 40 71 74 86 89 gsumcl φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b F l B
91 1 2 85 68 90 82 psradd φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b F l + S F f = S l b F l + R f F f
92 23 cbvmptv k b F k = l b F l
93 92 oveq2i S k b F k = S l b F l
94 simpr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S k b F k = y D R k b F k y
95 93 94 eqtr3id φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b F l = y D R k b F k y
96 eqid Base R = Base R
97 1 96 45 2 82 psrelbas φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y F f : D Base R
98 97 feqmptd φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y F f = y D F f y
99 95 98 oveq12d φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b F l + R f F f = y D R k b F k y + R f y D F f y
100 84 91 99 3eqtrd φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b f F l = y D R k b F k y + R f y D F f y
101 3 ringcmnd φ R CMnd
102 101 ad3antrrr φ b A f A b y D R CMnd
103 6 ad3antrrr φ b A f A b y D A Fin
104 simpllr φ b A f A b y D b A
105 103 104 ssfid φ b A f A b y D b Fin
106 7 ad4antr φ b A f A b y D k b F : A B
107 104 sselda φ b A f A b y D k b k A
108 106 107 ffvelcdmd φ b A f A b y D k b F k B
109 1 96 45 2 108 psrelbas φ b A f A b y D k b F k : D Base R
110 simplr φ b A f A b y D k b y D
111 109 110 ffvelcdmd φ b A f A b y D k b F k y Base R
112 simplr φ b A f A b y D f A b
113 112 eldifbd φ b A f A b y D ¬ f b
114 7 ad2antrr φ b A f A b F : A B
115 simpr φ b A f A b f A b
116 115 eldifad φ b A f A b f A
117 114 116 ffvelcdmd φ b A f A b F f B
118 1 96 45 2 117 psrelbas φ b A f A b F f : D Base R
119 118 ffvelcdmda φ b A f A b y D F f y Base R
120 fveq2 k = f F k = F f
121 120 fveq1d k = f F k y = F f y
122 96 85 102 105 111 112 113 119 121 gsumunsn φ b A f A b y D R k b f F k y = R k b F k y + R F f y
123 122 mpteq2dva φ b A f A b y D R k b f F k y = y D R k b F k y + R F f y
124 123 adantr φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y y D R k b f F k y = y D R k b F k y + R F f y
125 67 100 124 3eqtr4d φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b f F l = y D R k b f F k y
126 125 ex φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b f F l = y D R k b f F k y
127 126 anasss φ b A f A b S k b F k = y D R k b F k y S l b f F l = y D R k b f F k y
128 15 21 30 36 55 127 6 findcard2d φ S k A F k = y D R k A F k y
129 9 128 eqtrd φ S F = y D R k A F k y