Metamath Proof Explorer


Theorem evlmulval

Description: Polynomial evaluation builder for multiplication. (Contributed by SN, 18-Feb-2025)

Ref Expression
Hypotheses evlmulval.q โŠข ๐‘„ = ( ๐ผ eval ๐‘† )
evlmulval.p โŠข ๐‘ƒ = ( ๐ผ mPoly ๐‘† )
evlmulval.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘† )
evlmulval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
evlmulval.g โŠข โˆ™ = ( .r โ€˜ ๐‘ƒ )
evlmulval.f โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘† )
evlmulval.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘ )
evlmulval.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ CRing )
evlmulval.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) )
evlmulval.m โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ๐ด ) = ๐‘‰ ) )
evlmulval.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ๐ต โˆง ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐ด ) = ๐‘Š ) )
Assertion evlmulval ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) โˆˆ ๐ต โˆง ( ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) ) โ€˜ ๐ด ) = ( ๐‘‰ ยท ๐‘Š ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 evlmulval.q โŠข ๐‘„ = ( ๐ผ eval ๐‘† )
2 evlmulval.p โŠข ๐‘ƒ = ( ๐ผ mPoly ๐‘† )
3 evlmulval.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘† )
4 evlmulval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘ƒ )
5 evlmulval.g โŠข โˆ™ = ( .r โ€˜ ๐‘ƒ )
6 evlmulval.f โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘† )
7 evlmulval.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘ )
8 evlmulval.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ CRing )
9 evlmulval.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) )
10 evlmulval.m โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ๐ด ) = ๐‘‰ ) )
11 evlmulval.n โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โˆˆ ๐ต โˆง ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐ด ) = ๐‘Š ) )
12 eqid โŠข ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) = ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) )
13 1 3 2 12 evlrhm โŠข ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘ โˆง ๐‘† โˆˆ CRing ) โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ RingHom ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) )
14 7 8 13 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ RingHom ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) )
15 rhmrcl1 โŠข ( ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ RingHom ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ Ring )
16 14 15 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ Ring )
17 10 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘€ โˆˆ ๐ต )
18 11 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ ๐ต )
19 4 5 16 17 18 ringcld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) โˆˆ ๐ต )
20 eqid โŠข ( .r โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) = ( .r โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) )
21 4 5 20 rhmmul โŠข ( ( ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ RingHom ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) โˆง ๐‘€ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) ( .r โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) ) )
22 14 17 18 21 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) ( .r โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) ) )
23 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) = ( Base โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) )
24 ovexd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) โˆˆ V )
25 4 23 rhmf โŠข ( ๐‘„ โˆˆ ( ๐‘ƒ RingHom ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) โ†’ ๐‘„ : ๐ต โŸถ ( Base โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) )
26 14 25 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ : ๐ต โŸถ ( Base โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) )
27 26 17 ffvelcdmd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) )
28 26 18 ffvelcdmd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) )
29 12 23 8 24 27 28 6 20 pwsmulrval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) ( .r โ€˜ ( ๐‘† โ†‘s ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆ˜f ยท ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) ) )
30 22 29 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) ) = ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆ˜f ยท ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) ) )
31 30 fveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) ) โ€˜ ๐ด ) = ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆ˜f ยท ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) ) โ€˜ ๐ด ) )
32 12 3 23 8 24 27 pwselbas โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) : ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) โŸถ ๐พ )
33 32 ffnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) Fn ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) )
34 12 3 23 8 24 28 pwselbas โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) : ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) โŸถ ๐พ )
35 34 ffnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) Fn ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) )
36 fnfvof โŠข ( ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) Fn ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) โˆง ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) Fn ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) โˆง ( ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) โˆˆ V โˆง ๐ด โˆˆ ( ๐พ โ†‘m ๐ผ ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆ˜f ยท ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) ) โ€˜ ๐ด ) = ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐ด ) ) )
37 33 35 24 9 36 syl22anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โˆ˜f ยท ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) ) โ€˜ ๐ด ) = ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐ด ) ) )
38 10 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ๐ด ) = ๐‘‰ )
39 11 simprd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐ด ) = ๐‘Š )
40 38 39 oveq12d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ๐ด ) ยท ( ( ๐‘„ โ€˜ ๐‘ ) โ€˜ ๐ด ) ) = ( ๐‘‰ ยท ๐‘Š ) )
41 31 37 40 3eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) ) โ€˜ ๐ด ) = ( ๐‘‰ ยท ๐‘Š ) )
42 19 41 jca โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) โˆˆ ๐ต โˆง ( ( ๐‘„ โ€˜ ( ๐‘€ โˆ™ ๐‘ ) ) โ€˜ ๐ด ) = ( ๐‘‰ ยท ๐‘Š ) ) )