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Theorem psrridm

Description: The identity element of the ring of power series is a right identity. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014) (Proof shortened by AV, 8-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses psrring.s S = I mPwSer R
psrring.i φ I V
psrring.r φ R Ring
psr1cl.d D = f 0 I | f -1 Fin
psr1cl.z 0 ˙ = 0 R
psr1cl.o 1 ˙ = 1 R
psr1cl.u U = x D if x = I × 0 1 ˙ 0 ˙
psr1cl.b B = Base S
psrlidm.t · ˙ = S
psrlidm.x φ X B
Assertion psrridm φ X · ˙ U = X

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 psr1cl.d D = f 0 I | f -1 Fin
5 psr1cl.z 0 ˙ = 0 R
6 psr1cl.o 1 ˙ = 1 R
7 psr1cl.u U = x D if x = I × 0 1 ˙ 0 ˙
8 psr1cl.b B = Base S
9 psrlidm.t · ˙ = S
10 psrlidm.x φ X B
11 eqid Base R = Base R
12 1 2 3 4 5 6 7 8 psr1cl φ U B
13 1 8 9 3 10 12 psrmulcl φ X · ˙ U B
14 1 11 4 8 13 psrelbas φ X · ˙ U : D Base R
15 14 ffnd φ X · ˙ U Fn D
16 1 11 4 8 10 psrelbas φ X : D Base R
17 16 ffnd φ X Fn D
18 eqid R = R
19 10 adantr φ y D X B
20 12 adantr φ y D U B
21 simpr φ y D y D
22 1 8 18 9 4 19 20 21 psrmulval φ y D X · ˙ U y = R z g D | g f y X z R U y f z
23 breq1 g = y g f y y f y
24 2 adantr φ y D I V
25 4 psrbagf y D y : I 0
26 25 adantl φ y D y : I 0
27 nn0re z 0 z
28 27 leidd z 0 z z
29 28 adantl φ y D z 0 z z
30 24 26 29 caofref φ y D y f y
31 23 21 30 elrabd φ y D y g D | g f y
32 31 snssd φ y D y g D | g f y
33 32 resmptd φ y D z g D | g f y X z R U y f z y = z y X z R U y f z
34 33 oveq2d φ y D R z g D | g f y X z R U y f z y = R z y X z R U y f z
35 ringcmn R Ring R CMnd
36 3 35 syl φ R CMnd
37 36 adantr φ y D R CMnd
38 ovex 0 I V
39 4 38 rab2ex g D | g f y V
40 39 a1i φ y D g D | g f y V
41 3 ad2antrr φ y D z g D | g f y R Ring
42 16 ad2antrr φ y D z g D | g f y X : D Base R
43 breq1 g = z g f y z f y
44 43 elrab z g D | g f y z D z f y
45 44 bilani φ y D z g D | g f y z D z f y
46 45 simpld φ y D z g D | g f y z D
47 42 46 ffvelcdmd φ y D z g D | g f y X z Base R
48 1 11 4 8 20 psrelbas φ y D U : D Base R
49 48 adantr φ y D z g D | g f y U : D Base R
50 21 adantr φ y D z g D | g f y y D
51 4 psrbagf z D z : I 0
52 46 51 syl φ y D z g D | g f y z : I 0
53 45 simprd φ y D z g D | g f y z f y
54 4 psrbagcon y D z : I 0 z f y y f z D y f z f y
55 50 52 53 54 syl3anc φ y D z g D | g f y y f z D y f z f y
56 55 simpld φ y D z g D | g f y y f z D
57 49 56 ffvelcdmd φ y D z g D | g f y U y f z Base R
58 11 18 ringcl R Ring X z Base R U y f z Base R X z R U y f z Base R
59 41 47 57 58 syl3anc φ y D z g D | g f y X z R U y f z Base R
60 59 fmpttd φ y D z g D | g f y X z R U y f z : g D | g f y Base R
61 eldifi z g D | g f y y z g D | g f y
62 61 56 sylan2 φ y D z g D | g f y y y f z D
63 eqeq1 x = y f z x = I × 0 y f z = I × 0
64 63 ifbid x = y f z if x = I × 0 1 ˙ 0 ˙ = if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙
65 6 fvexi 1 ˙ V
66 5 fvexi 0 ˙ V
67 65 66 ifex if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙ V
68 64 7 67 fvmpt y f z D U y f z = if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙
69 62 68 syl φ y D z g D | g f y y U y f z = if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙
70 eldifsni z g D | g f y y z y
71 70 adantl φ y D z g D | g f y y z y
72 71 necomd φ y D z g D | g f y y y z
73 24 adantr φ y D z g D | g f y I V
74 nn0sscn 0
75 fss y : I 0 0 y : I
76 26 74 75 sylancl φ y D y : I
77 76 adantr φ y D z g D | g f y y : I
78 fss z : I 0 0 z : I
79 52 74 78 sylancl φ y D z g D | g f y z : I
80 ofsubeq0 I V y : I z : I y f z = I × 0 y = z
81 73 77 79 80 syl3anc φ y D z g D | g f y y f z = I × 0 y = z
82 61 81 sylan2 φ y D z g D | g f y y y f z = I × 0 y = z
83 82 necon3bbid φ y D z g D | g f y y ¬ y f z = I × 0 y z
84 72 83 mpbird φ y D z g D | g f y y ¬ y f z = I × 0
85 84 iffalsed φ y D z g D | g f y y if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙ = 0 ˙
86 69 85 eqtrd φ y D z g D | g f y y U y f z = 0 ˙
87 86 oveq2d φ y D z g D | g f y y X z R U y f z = X z R 0 ˙
88 11 18 5 ringrz R Ring X z Base R X z R 0 ˙ = 0 ˙
89 41 47 88 syl2anc φ y D z g D | g f y X z R 0 ˙ = 0 ˙
90 61 89 sylan2 φ y D z g D | g f y y X z R 0 ˙ = 0 ˙
91 87 90 eqtrd φ y D z g D | g f y y X z R U y f z = 0 ˙
92 91 40 suppss2 φ y D z g D | g f y X z R U y f z supp 0 ˙ y
93 40 mptexd φ y D z g D | g f y X z R U y f z V
94 funmpt Fun z g D | g f y X z R U y f z
95 94 a1i φ y D Fun z g D | g f y X z R U y f z
96 66 a1i φ y D 0 ˙ V
97 snfi y Fin
98 97 a1i φ y D y Fin
99 suppssfifsupp z g D | g f y X z R U y f z V Fun z g D | g f y X z R U y f z 0 ˙ V y Fin z g D | g f y X z R U y f z supp 0 ˙ y finSupp 0 ˙ z g D | g f y X z R U y f z
100 93 95 96 98 92 99 syl32anc φ y D finSupp 0 ˙ z g D | g f y X z R U y f z
101 11 5 37 40 60 92 100 gsumres φ y D R z g D | g f y X z R U y f z y = R z g D | g f y X z R U y f z
102 3 adantr φ y D R Ring
103 ringmnd R Ring R Mnd
104 102 103 syl φ y D R Mnd
105 eqid y = y
106 ofsubeq0 I V y : I y : I y f y = I × 0 y = y
107 24 76 76 106 syl3anc φ y D y f y = I × 0 y = y
108 105 107 mpbiri φ y D y f y = I × 0
109 108 fveq2d φ y D U y f y = U I × 0
110 fconstmpt I × 0 = w I 0
111 4 fczpsrbag I V w I 0 D
112 2 111 syl φ w I 0 D
113 110 112 eqeltrid φ I × 0 D
114 113 adantr φ y D I × 0 D
115 iftrue x = I × 0 if x = I × 0 1 ˙ 0 ˙ = 1 ˙
116 115 7 65 fvmpt I × 0 D U I × 0 = 1 ˙
117 114 116 syl φ y D U I × 0 = 1 ˙
118 109 117 eqtrd φ y D U y f y = 1 ˙
119 118 oveq2d φ y D X y R U y f y = X y R 1 ˙
120 16 ffvelcdmda φ y D X y Base R
121 11 18 6 ringridm R Ring X y Base R X y R 1 ˙ = X y
122 102 120 121 syl2anc φ y D X y R 1 ˙ = X y
123 119 122 eqtrd φ y D X y R U y f y = X y
124 123 120 eqeltrd φ y D X y R U y f y Base R
125 fveq2 z = y X z = X y
126 oveq2 z = y y f z = y f y
127 126 fveq2d z = y U y f z = U y f y
128 125 127 oveq12d z = y X z R U y f z = X y R U y f y
129 11 128 gsumsn R Mnd y D X y R U y f y Base R R z y X z R U y f z = X y R U y f y
130 104 21 124 129 syl3anc φ y D R z y X z R U y f z = X y R U y f y
131 34 101 130 3eqtr3d φ y D R z g D | g f y X z R U y f z = X y R U y f y
132 22 131 123 3eqtrd φ y D X · ˙ U y = X y
133 15 17 132 eqfnfvd φ X · ˙ U = X