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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 I V y D y : I 0
26 2 25 sylan 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 simpr φ y D z g D | g f y z g D | g f y
44 breq1 g = z g f y z f y
45 44 elrab z g D | g f y z D z f y
46 43 45 sylib φ y D z g D | g f y z D z f y
47 46 simpld φ y D z g D | g f y z D
48 42 47 ffvelrnd φ y D z g D | g f y X z Base R
49 1 11 4 8 20 psrelbas φ y D U : D Base R
50 49 adantr φ y D z g D | g f y U : D Base R
51 2 ad2antrr φ y D z g D | g f y I V
52 21 adantr φ y D z g D | g f y y D
53 4 psrbagf I V z D z : I 0
54 51 47 53 syl2anc φ y D z g D | g f y z : I 0
55 46 simprd φ y D z g D | g f y z f y
56 4 psrbagcon I V y D z : I 0 z f y y f z D y f z f y
57 51 52 54 55 56 syl13anc φ y D z g D | g f y y f z D y f z f y
58 57 simpld φ y D z g D | g f y y f z D
59 50 58 ffvelrnd φ y D z g D | g f y U y f z Base R
60 11 18 ringcl R Ring X z Base R U y f z Base R X z R U y f z Base R
61 41 48 59 60 syl3anc φ y D z g D | g f y X z R U y f z Base R
62 61 fmpttd φ y D z g D | g f y X z R U y f z : g D | g f y Base R
63 eldifi z g D | g f y y z g D | g f y
64 63 58 sylan2 φ y D z g D | g f y y y f z D
65 eqeq1 x = y f z x = I × 0 y f z = I × 0
66 65 ifbid x = y f z if x = I × 0 1 ˙ 0 ˙ = if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙
67 6 fvexi 1 ˙ V
68 5 fvexi 0 ˙ V
69 67 68 ifex if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙ V
70 66 7 69 fvmpt y f z D U y f z = if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙
71 64 70 syl φ y D z g D | g f y y U y f z = if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙
72 eldifsni z g D | g f y y z y
73 72 adantl φ y D z g D | g f y y z y
74 73 necomd φ y D z g D | g f y y y z
75 nn0sscn 0
76 fss y : I 0 0 y : I
77 26 75 76 sylancl φ y D y : I
78 77 adantr φ y D z g D | g f y y : I
79 fss z : I 0 0 z : I
80 54 75 79 sylancl φ y D z g D | g f y z : I
81 ofsubeq0 I V y : I z : I y f z = I × 0 y = z
82 51 78 80 81 syl3anc φ y D z g D | g f y y f z = I × 0 y = z
83 63 82 sylan2 φ y D z g D | g f y y y f z = I × 0 y = z
84 83 necon3bbid φ y D z g D | g f y y ¬ y f z = I × 0 y z
85 74 84 mpbird φ y D z g D | g f y y ¬ y f z = I × 0
86 85 iffalsed φ y D z g D | g f y y if y f z = I × 0 1 ˙ 0 ˙ = 0 ˙
87 71 86 eqtrd φ y D z g D | g f y y U y f z = 0 ˙
88 87 oveq2d φ y D z g D | g f y y X z R U y f z = X z R 0 ˙
89 11 18 5 ringrz R Ring X z Base R X z R 0 ˙ = 0 ˙
90 41 48 89 syl2anc φ y D z g D | g f y X z R 0 ˙ = 0 ˙
91 63 90 sylan2 φ y D z g D | g f y y X z R 0 ˙ = 0 ˙
92 88 91 eqtrd φ y D z g D | g f y y X z R U y f z = 0 ˙
93 92 40 suppss2 φ y D z g D | g f y X z R U y f z supp 0 ˙ y
94 40 mptexd φ y D z g D | g f y X z R U y f z V
95 funmpt Fun z g D | g f y X z R U y f z
96 95 a1i φ y D Fun z g D | g f y X z R U y f z
97 68 a1i φ y D 0 ˙ V
98 snfi y Fin
99 98 a1i φ y D y Fin
100 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
101 94 96 97 99 93 100 syl32anc φ y D finSupp 0 ˙ z g D | g f y X z R U y f z
102 11 5 37 40 62 93 101 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
103 3 adantr φ y D R Ring
104 ringmnd R Ring R Mnd
105 103 104 syl φ y D R Mnd
106 eqid y = y
107 ofsubeq0 I V y : I y : I y f y = I × 0 y = y
108 24 77 77 107 syl3anc φ y D y f y = I × 0 y = y
109 106 108 mpbiri φ y D y f y = I × 0
110 109 fveq2d φ y D U y f y = U I × 0
111 fconstmpt I × 0 = w I 0
112 4 fczpsrbag I V w I 0 D
113 2 112 syl φ w I 0 D
114 111 113 eqeltrid φ I × 0 D
115 114 adantr φ y D I × 0 D
116 iftrue x = I × 0 if x = I × 0 1 ˙ 0 ˙ = 1 ˙
117 116 7 67 fvmpt I × 0 D U I × 0 = 1 ˙
118 115 117 syl φ y D U I × 0 = 1 ˙
119 110 118 eqtrd φ y D U y f y = 1 ˙
120 119 oveq2d φ y D X y R U y f y = X y R 1 ˙
121 16 ffvelrnda φ y D X y Base R
122 11 18 6 ringridm R Ring X y Base R X y R 1 ˙ = X y
123 103 121 122 syl2anc φ y D X y R 1 ˙ = X y
124 120 123 eqtrd φ y D X y R U y f y = X y
125 124 121 eqeltrd φ y D X y R U y f y Base R
126 fveq2 z = y X z = X y
127 oveq2 z = y y f z = y f y
128 127 fveq2d z = y U y f z = U y f y
129 126 128 oveq12d z = y X z R U y f z = X y R U y f y
130 11 129 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
131 105 21 125 130 syl3anc φ y D R z y X z R U y f z = X y R U y f y
132 34 102 131 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
133 22 132 124 3eqtrd φ y D X · ˙ U y = X y
134 15 17 133 eqfnfvd φ X · ˙ U = X