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Theorem psrdi

Description: Distributive law for the ring of power series (left-distributivity). (Contributed by Mario Carneiro, 7-Jan-2015)

Ref Expression
Hypotheses psrring.s S = I mPwSer R
psrring.i φ I V
psrring.r φ R Ring
psrass.d D = f 0 I | f -1 Fin
psrass.t × ˙ = S
psrass.b B = Base S
psrass.x φ X B
psrass.y φ Y B
psrass.z φ Z B
psrdi.a + ˙ = + S
Assertion psrdi φ X × ˙ Y + ˙ Z = X × ˙ Y + ˙ X × ˙ Z

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 psrring.s S = I mPwSer R
2 psrring.i φ I V
3 psrring.r φ R Ring
4 psrass.d D = f 0 I | f -1 Fin
5 psrass.t × ˙ = S
6 psrass.b B = Base S
7 psrass.x φ X B
8 psrass.y φ Y B
9 psrass.z φ Z B
10 psrdi.a + ˙ = + S
11 eqid + R = + R
12 1 6 11 10 8 9 psradd φ Y + ˙ Z = Y + R f Z
13 12 fveq1d φ Y + ˙ Z k f x = Y + R f Z k f x
14 13 ad2antrr φ k D x y D | y f k Y + ˙ Z k f x = Y + R f Z k f x
15 ssrab2 y D | y f k D
16 eqid y D | y f k = y D | y f k
17 4 16 psrbagconcl k D x y D | y f k k f x y D | y f k
18 17 adantll φ k D x y D | y f k k f x y D | y f k
19 15 18 sselid φ k D x y D | y f k k f x D
20 eqid Base R = Base R
21 1 20 4 6 8 psrelbas φ Y : D Base R
22 21 ad2antrr φ k D x y D | y f k Y : D Base R
23 22 ffnd φ k D x y D | y f k Y Fn D
24 1 20 4 6 9 psrelbas φ Z : D Base R
25 24 ad2antrr φ k D x y D | y f k Z : D Base R
26 25 ffnd φ k D x y D | y f k Z Fn D
27 ovex 0 I V
28 4 27 rabex2 D V
29 28 a1i φ k D x y D | y f k D V
30 inidm D D = D
31 eqidd φ k D x y D | y f k k f x D Y k f x = Y k f x
32 eqidd φ k D x y D | y f k k f x D Z k f x = Z k f x
33 23 26 29 29 30 31 32 ofval φ k D x y D | y f k k f x D Y + R f Z k f x = Y k f x + R Z k f x
34 19 33 mpdan φ k D x y D | y f k Y + R f Z k f x = Y k f x + R Z k f x
35 14 34 eqtrd φ k D x y D | y f k Y + ˙ Z k f x = Y k f x + R Z k f x
36 35 oveq2d φ k D x y D | y f k X x R Y + ˙ Z k f x = X x R Y k f x + R Z k f x
37 3 ad2antrr φ k D x y D | y f k R Ring
38 1 20 4 6 7 psrelbas φ X : D Base R
39 38 ad2antrr φ k D x y D | y f k X : D Base R
40 simpr φ k D x y D | y f k x y D | y f k
41 15 40 sselid φ k D x y D | y f k x D
42 39 41 ffvelcdmd φ k D x y D | y f k X x Base R
43 22 19 ffvelcdmd φ k D x y D | y f k Y k f x Base R
44 25 19 ffvelcdmd φ k D x y D | y f k Z k f x Base R
45 eqid R = R
46 20 11 45 ringdi R Ring X x Base R Y k f x Base R Z k f x Base R X x R Y k f x + R Z k f x = X x R Y k f x + R X x R Z k f x
47 37 42 43 44 46 syl13anc φ k D x y D | y f k X x R Y k f x + R Z k f x = X x R Y k f x + R X x R Z k f x
48 36 47 eqtrd φ k D x y D | y f k X x R Y + ˙ Z k f x = X x R Y k f x + R X x R Z k f x
49 48 mpteq2dva φ k D x y D | y f k X x R Y + ˙ Z k f x = x y D | y f k X x R Y k f x + R X x R Z k f x
50 4 psrbaglefi k D y D | y f k Fin
51 50 adantl φ k D y D | y f k Fin
52 20 45 37 42 43 ringcld φ k D x y D | y f k X x R Y k f x Base R
53 20 45 37 42 44 ringcld φ k D x y D | y f k X x R Z k f x Base R
54 eqidd φ k D x y D | y f k X x R Y k f x = x y D | y f k X x R Y k f x
55 eqidd φ k D x y D | y f k X x R Z k f x = x y D | y f k X x R Z k f x
56 51 52 53 54 55 offval2 φ k D x y D | y f k X x R Y k f x + R f x y D | y f k X x R Z k f x = x y D | y f k X x R Y k f x + R X x R Z k f x
57 49 56 eqtr4d φ k D x y D | y f k X x R Y + ˙ Z k f x = x y D | y f k X x R Y k f x + R f x y D | y f k X x R Z k f x
58 57 oveq2d φ k D R x y D | y f k X x R Y + ˙ Z k f x = R x y D | y f k X x R Y k f x + R f x y D | y f k X x R Z k f x
59 3 adantr φ k D R Ring
60 59 ringcmnd φ k D R CMnd
61 eqid x y D | y f k X x R Y k f x = x y D | y f k X x R Y k f x
62 eqid x y D | y f k X x R Z k f x = x y D | y f k X x R Z k f x
63 20 11 60 51 52 53 61 62 gsummptfidmadd2 φ k D R x y D | y f k X x R Y k f x + R f x y D | y f k X x R Z k f x = R x y D | y f k X x R Y k f x + R R x y D | y f k X x R Z k f x
64 58 63 eqtrd φ k D R x y D | y f k X x R Y + ˙ Z k f x = R x y D | y f k X x R Y k f x + R R x y D | y f k X x R Z k f x
65 64 mpteq2dva φ k D R x y D | y f k X x R Y + ˙ Z k f x = k D R x y D | y f k X x R Y k f x + R R x y D | y f k X x R Z k f x
66 3 ringgrpd φ R Grp
67 66 grpmgmd φ R Mgm
68 1 6 10 67 8 9 psraddcl φ Y + ˙ Z B
69 1 6 45 5 4 7 68 psrmulfval φ X × ˙ Y + ˙ Z = k D R x y D | y f k X x R Y + ˙ Z k f x
70 1 6 5 3 7 8 psrmulcl φ X × ˙ Y B
71 1 6 5 3 7 9 psrmulcl φ X × ˙ Z B
72 1 6 11 10 70 71 psradd φ X × ˙ Y + ˙ X × ˙ Z = X × ˙ Y + R f X × ˙ Z
73 28 a1i φ D V
74 ovexd φ k D R x y D | y f k X x R Y k f x V
75 ovexd φ k D R x y D | y f k X x R Z k f x V
76 1 6 45 5 4 7 8 psrmulfval φ X × ˙ Y = k D R x y D | y f k X x R Y k f x
77 1 6 45 5 4 7 9 psrmulfval φ X × ˙ Z = k D R x y D | y f k X x R Z k f x
78 73 74 75 76 77 offval2 φ X × ˙ Y + R f X × ˙ Z = k D R x y D | y f k X x R Y k f x + R R x y D | y f k X x R Z k f x
79 72 78 eqtrd φ X × ˙ Y + ˙ X × ˙ Z = k D R x y D | y f k X x R Y k f x + R R x y D | y f k X x R Z k f x
80 65 69 79 3eqtr4d φ X × ˙ Y + ˙ Z = X × ˙ Y + ˙ X × ˙ Z