Metamath Proof Explorer


Theorem psrmulval

Description: The multiplication operation of the multivariate power series structure. (Contributed by Mario Carneiro, 28-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses psrmulr.s โŠข ๐‘† = ( ๐ผ mPwSer ๐‘… )
psrmulr.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘† )
psrmulr.m โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
psrmulr.t โŠข โˆ™ = ( .r โ€˜ ๐‘† )
psrmulr.d โŠข ๐ท = { โ„Ž โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก โ„Ž โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin }
psrmulfval.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ๐ต )
psrmulfval.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐ต )
psrmulval.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ท )
Assertion psrmulval ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โˆ™ ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psrmulr.s โŠข ๐‘† = ( ๐ผ mPwSer ๐‘… )
2 psrmulr.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘† )
3 psrmulr.m โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
4 psrmulr.t โŠข โˆ™ = ( .r โ€˜ ๐‘† )
5 psrmulr.d โŠข ๐ท = { โ„Ž โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก โ„Ž โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin }
6 psrmulfval.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ๐ต )
7 psrmulfval.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ โˆˆ ๐ต )
8 psrmulval.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ท )
9 1 2 3 4 5 6 7 psrmulfval โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โˆ™ ๐บ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) ) )
10 9 fveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โˆ™ ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) )
11 breq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ โ†” ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ ) )
12 11 rabbidv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } = { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ } )
13 fvoveq1 โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) )
14 13 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) )
15 12 14 mpteq12dv โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) )
16 15 oveq2d โŠข ( ๐‘ฅ = ๐‘‹ โ†’ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
17 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
18 ovex โŠข ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) โˆˆ V
19 16 17 18 fvmpt โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ท โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
20 8 19 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘ฅ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘ฅ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) ) โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )
21 10 20 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐น โˆ™ ๐บ ) โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘… ฮฃg ( ๐‘˜ โˆˆ { ๐‘ฆ โˆˆ ๐ท โˆฃ ๐‘ฆ โˆ˜r โ‰ค ๐‘‹ } โ†ฆ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘˜ ) ยท ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘‹ โˆ˜f โˆ’ ๐‘˜ ) ) ) ) ) )