Metamath Proof Explorer


Theorem mzpcl34

Description: Defining properties 3 and 4 of a polynomially closed function set P : it is closed under pointwise addition and multiplication. (Contributed by Stefan O'Rear, 4-Oct-2014)

Ref Expression
Assertion mzpcl34 ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐น โˆ˜f + ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐น โˆ˜f ยท ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 simp2 โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ ๐น โˆˆ ๐‘ƒ )
2 simp3 โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ )
3 simp1 โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) )
4 3 elfvexd โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ ๐‘‰ โˆˆ V )
5 elmzpcl โŠข ( ๐‘‰ โˆˆ V โ†’ ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โ†” ( ๐‘ƒ โŠ† ( โ„ค โ†‘m ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) ) โˆง ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ โ„ค ( ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) ร— { ๐‘“ } ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘” โˆˆ ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) โ†ฆ ( ๐‘” โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆˆ ๐‘ƒ ) โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ๐‘ƒ โˆ€ ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ ( ( ๐‘“ โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐‘“ โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) ) ) ) )
6 4 5 syl โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โ†” ( ๐‘ƒ โŠ† ( โ„ค โ†‘m ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) ) โˆง ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ โ„ค ( ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) ร— { ๐‘“ } ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘” โˆˆ ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) โ†ฆ ( ๐‘” โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆˆ ๐‘ƒ ) โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ๐‘ƒ โˆ€ ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ ( ( ๐‘“ โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐‘“ โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) ) ) ) )
7 3 6 mpbid โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ ( ๐‘ƒ โŠ† ( โ„ค โ†‘m ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) ) โˆง ( ( โˆ€ ๐‘“ โˆˆ โ„ค ( ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) ร— { ๐‘“ } ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ๐‘‰ ( ๐‘” โˆˆ ( โ„ค โ†‘m ๐‘‰ ) โ†ฆ ( ๐‘” โ€˜ ๐‘“ ) ) โˆˆ ๐‘ƒ ) โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ๐‘ƒ โˆ€ ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ ( ( ๐‘“ โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐‘“ โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) ) ) )
8 7 simprrd โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ๐‘ƒ โˆ€ ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ ( ( ๐‘“ โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐‘“ โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) )
9 oveq1 โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( ๐‘“ โˆ˜f + ๐‘” ) = ( ๐น โˆ˜f + ๐‘” ) )
10 9 eleq1d โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( ( ๐‘“ โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โ†” ( ๐น โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) )
11 oveq1 โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( ๐‘“ โˆ˜f ยท ๐‘” ) = ( ๐น โˆ˜f ยท ๐‘” ) )
12 11 eleq1d โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( ( ๐‘“ โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โ†” ( ๐น โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) )
13 10 12 anbi12d โŠข ( ๐‘“ = ๐น โ†’ ( ( ( ๐‘“ โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐‘“ โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†” ( ( ๐น โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐น โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) ) )
14 oveq2 โŠข ( ๐‘” = ๐บ โ†’ ( ๐น โˆ˜f + ๐‘” ) = ( ๐น โˆ˜f + ๐บ ) )
15 14 eleq1d โŠข ( ๐‘” = ๐บ โ†’ ( ( ๐น โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โ†” ( ๐น โˆ˜f + ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ ) )
16 oveq2 โŠข ( ๐‘” = ๐บ โ†’ ( ๐น โˆ˜f ยท ๐‘” ) = ( ๐น โˆ˜f ยท ๐บ ) )
17 16 eleq1d โŠข ( ๐‘” = ๐บ โ†’ ( ( ๐น โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โ†” ( ๐น โˆ˜f ยท ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ ) )
18 15 17 anbi12d โŠข ( ๐‘” = ๐บ โ†’ ( ( ( ๐น โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐น โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†” ( ( ๐น โˆ˜f + ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐น โˆ˜f ยท ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ ) ) )
19 13 18 rspc2va โŠข ( ( ( ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โˆง โˆ€ ๐‘“ โˆˆ ๐‘ƒ โˆ€ ๐‘” โˆˆ ๐‘ƒ ( ( ๐‘“ โˆ˜f + ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐‘“ โˆ˜f ยท ๐‘” ) โˆˆ ๐‘ƒ ) ) โ†’ ( ( ๐น โˆ˜f + ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐น โˆ˜f ยท ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ ) )
20 1 2 8 19 syl21anc โŠข ( ( ๐‘ƒ โˆˆ ( mzPolyCld โ€˜ ๐‘‰ ) โˆง ๐น โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ๐บ โˆˆ ๐‘ƒ ) โ†’ ( ( ๐น โˆ˜f + ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ โˆง ( ๐น โˆ˜f ยท ๐บ ) โˆˆ ๐‘ƒ ) )