Metamath Proof Explorer


Theorem psrvscacl

Description: Closure of the power series scalar multiplication operation. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses psrvscacl.s โŠข ๐‘† = ( ๐ผ mPwSer ๐‘… )
psrvscacl.n โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† )
psrvscacl.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
psrvscacl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘† )
psrvscacl.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
psrvscacl.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐พ )
psrvscacl.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ๐ต )
Assertion psrvscacl ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐น ) โˆˆ ๐ต )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psrvscacl.s โŠข ๐‘† = ( ๐ผ mPwSer ๐‘… )
2 psrvscacl.n โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† )
3 psrvscacl.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
4 psrvscacl.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘† )
5 psrvscacl.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
6 psrvscacl.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐พ )
7 psrvscacl.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ๐ต )
8 eqid โŠข ( .r โ€˜ ๐‘… ) = ( .r โ€˜ ๐‘… )
9 3 8 ringcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐พ )
10 9 3expb โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐พ )
11 5 10 sylan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐พ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐พ )
12 fconst6g โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐พ โ†’ ( { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ร— { ๐‘‹ } ) : { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } โŸถ ๐พ )
13 6 12 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ร— { ๐‘‹ } ) : { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } โŸถ ๐พ )
14 eqid โŠข { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin }
15 1 3 14 4 7 psrelbas โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น : { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } โŸถ ๐พ )
16 ovex โŠข ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆˆ V
17 16 rabex โŠข { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } โˆˆ V
18 17 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } โˆˆ V )
19 inidm โŠข ( { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } โˆฉ { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ) = { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin }
20 11 13 15 18 18 19 off โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐น ) : { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } โŸถ ๐พ )
21 3 fvexi โŠข ๐พ โˆˆ V
22 21 17 elmap โŠข ( ( ( { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐น ) โˆˆ ( ๐พ โ†‘m { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ) โ†” ( ( { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐น ) : { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } โŸถ ๐พ )
23 20 22 sylibr โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐น ) โˆˆ ( ๐พ โ†‘m { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ) )
24 1 2 3 4 8 14 6 7 psrvsca โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐น ) = ( ( { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐น ) )
25 reldmpsr โŠข Rel dom mPwSer
26 25 1 4 elbasov โŠข ( ๐น โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐ผ โˆˆ V โˆง ๐‘… โˆˆ V ) )
27 7 26 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ผ โˆˆ V โˆง ๐‘… โˆˆ V ) )
28 27 simpld โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ V )
29 1 3 14 4 28 psrbas โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ต = ( ๐พ โ†‘m { ๐‘“ โˆˆ ( โ„•0 โ†‘m ๐ผ ) โˆฃ ( โ—ก ๐‘“ โ€œ โ„• ) โˆˆ Fin } ) )
30 23 24 29 3eltr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ๐น ) โˆˆ ๐ต )