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Theorem tsmsmhm

Description: Apply a continuous group homomorphism to an infinite group sum. (Contributed by Mario Carneiro, 18-Sep-2015)

Ref Expression
Hypotheses tsmsmhm.b B = Base G
tsmsmhm.j J = TopOpen G
tsmsmhm.k K = TopOpen H
tsmsmhm.1 φ G CMnd
tsmsmhm.2 φ G TopSp
tsmsmhm.3 φ H CMnd
tsmsmhm.4 φ H TopSp
tsmsmhm.5 φ C G MndHom H
tsmsmhm.6 φ C J Cn K
tsmsmhm.a φ A V
tsmsmhm.f φ F : A B
tsmsmhm.x φ X G tsums F
Assertion tsmsmhm φ C X H tsums C F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tsmsmhm.b B = Base G
2 tsmsmhm.j J = TopOpen G
3 tsmsmhm.k K = TopOpen H
4 tsmsmhm.1 φ G CMnd
5 tsmsmhm.2 φ G TopSp
6 tsmsmhm.3 φ H CMnd
7 tsmsmhm.4 φ H TopSp
8 tsmsmhm.5 φ C G MndHom H
9 tsmsmhm.6 φ C J Cn K
10 tsmsmhm.a φ A V
11 tsmsmhm.f φ F : A B
12 tsmsmhm.x φ X G tsums F
13 1 2 istps G TopSp J TopOn B
14 5 13 sylib φ J TopOn B
15 eqid 𝒫 A Fin = 𝒫 A Fin
16 eqid y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z = y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z
17 eqid ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z = ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z
18 15 16 17 10 tsmsfbas φ ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z fBas 𝒫 A Fin
19 fgcl ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z fBas 𝒫 A Fin 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z Fil 𝒫 A Fin
20 18 19 syl φ 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z Fil 𝒫 A Fin
21 1 15 4 10 11 tsmslem1 φ z 𝒫 A Fin G F z B
22 21 fmpttd φ z 𝒫 A Fin G F z : 𝒫 A Fin B
23 1 2 15 17 5 10 11 tsmsval φ G tsums F = J fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z z 𝒫 A Fin G F z
24 12 23 eleqtrd φ X J fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z z 𝒫 A Fin G F z
25 1 4 5 10 11 tsmscl φ G tsums F B
26 25 12 sseldd φ X B
27 toponuni J TopOn B B = J
28 14 27 syl φ B = J
29 26 28 eleqtrd φ X J
30 eqid J = J
31 30 cncnpi C J Cn K X J C J CnP K X
32 9 29 31 syl2anc φ C J CnP K X
33 flfcnp J TopOn B 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z Fil 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin G F z : 𝒫 A Fin B X J fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z z 𝒫 A Fin G F z C J CnP K X C X K fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z C z 𝒫 A Fin G F z
34 14 20 22 24 32 33 syl32anc φ C X K fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z C z 𝒫 A Fin G F z
35 eqid Base H = Base H
36 35 3 istps H TopSp K TopOn Base H
37 7 36 sylib φ K TopOn Base H
38 cnf2 J TopOn B K TopOn Base H C J Cn K C : B Base H
39 14 37 9 38 syl3anc φ C : B Base H
40 fco C : B Base H F : A B C F : A Base H
41 39 11 40 syl2anc φ C F : A Base H
42 35 3 15 17 6 10 41 tsmsval φ H tsums C F = K fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z z 𝒫 A Fin H C F z
43 39 21 cofmpt φ C z 𝒫 A Fin G F z = z 𝒫 A Fin C G F z
44 resco C F z = C F z
45 44 oveq2i H C F z = H C F z
46 eqid 0 G = 0 G
47 4 adantr φ z 𝒫 A Fin G CMnd
48 6 adantr φ z 𝒫 A Fin H CMnd
49 cmnmnd H CMnd H Mnd
50 48 49 syl φ z 𝒫 A Fin H Mnd
51 elinel2 z 𝒫 A Fin z Fin
52 51 adantl φ z 𝒫 A Fin z Fin
53 8 adantr φ z 𝒫 A Fin C G MndHom H
54 elfpw z 𝒫 A Fin z A z Fin
55 54 simplbi z 𝒫 A Fin z A
56 fssres F : A B z A F z : z B
57 11 55 56 syl2an φ z 𝒫 A Fin F z : z B
58 fvexd φ z 𝒫 A Fin 0 G V
59 57 52 58 fdmfifsupp φ z 𝒫 A Fin finSupp 0 G F z
60 1 46 47 50 52 53 57 59 gsummhm φ z 𝒫 A Fin H C F z = C G F z
61 45 60 eqtrid φ z 𝒫 A Fin H C F z = C G F z
62 61 mpteq2dva φ z 𝒫 A Fin H C F z = z 𝒫 A Fin C G F z
63 43 62 eqtr4d φ C z 𝒫 A Fin G F z = z 𝒫 A Fin H C F z
64 63 fveq2d φ K fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z C z 𝒫 A Fin G F z = K fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z z 𝒫 A Fin H C F z
65 42 64 eqtr4d φ H tsums C F = K fLimf 𝒫 A Fin filGen ran y 𝒫 A Fin z 𝒫 A Fin | y z C z 𝒫 A Fin G F z
66 34 65 eleqtrrd φ C X H tsums C F