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Theorem psrdir

Description: Distributive law for the ring of power series (right-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 psrdir φ X + ˙ Y × ˙ Z = X × ˙ Z + ˙ Y × ˙ 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 7 8 psradd φ X + ˙ Y = X + R f Y
13 12 fveq1d φ X + ˙ Y x = X + R f Y x
14 13 ad2antrr φ k D x y D | y f k X + ˙ Y x = X + R f Y x
15 ssrab2 y D | y f k D
16 simpr φ k D x y D | y f k x y D | y f k
17 15 16 sseldi φ k D x y D | y f k x D
18 eqid Base R = Base R
19 1 18 4 6 7 psrelbas φ X : D Base R
20 19 ad2antrr φ k D x y D | y f k X : D Base R
21 20 ffnd φ k D x y D | y f k X Fn D
22 1 18 4 6 8 psrelbas φ Y : D Base R
23 22 ad2antrr φ k D x y D | y f k Y : D Base R
24 23 ffnd φ k D x y D | y f k Y Fn D
25 ovex 0 I V
26 4 25 rabex2 D V
27 26 a1i φ k D x y D | y f k D V
28 inidm D D = D
29 eqidd φ k D x y D | y f k x D X x = X x
30 eqidd φ k D x y D | y f k x D Y x = Y x
31 21 24 27 27 28 29 30 ofval φ k D x y D | y f k x D X + R f Y x = X x + R Y x
32 17 31 mpdan φ k D x y D | y f k X + R f Y x = X x + R Y x
33 14 32 eqtrd φ k D x y D | y f k X + ˙ Y x = X x + R Y x
34 33 oveq1d φ k D x y D | y f k X + ˙ Y x R Z k f x = X x + R Y x R Z k f x
35 3 ad2antrr φ k D x y D | y f k R Ring
36 20 17 ffvelrnd φ k D x y D | y f k X x Base R
37 23 17 ffvelrnd φ k D x y D | y f k Y x Base R
38 1 18 4 6 9 psrelbas φ Z : D Base R
39 38 ad2antrr φ k D x y D | y f k Z : D Base R
40 simplr φ k D x y D | y f k k D
41 eqid y D | y f k = y D | y f k
42 4 41 psrbagconcl k D x y D | y f k k f x y D | y f k
43 40 16 42 syl2anc φ k D x y D | y f k k f x y D | y f k
44 15 43 sseldi φ k D x y D | y f k k f x D
45 39 44 ffvelrnd φ k D x y D | y f k Z k f x Base R
46 eqid R = R
47 18 11 46 ringdir R Ring X x Base R Y x Base R Z k f x Base R X x + R Y x R Z k f x = X x R Z k f x + R Y x R Z k f x
48 35 36 37 45 47 syl13anc φ k D x y D | y f k X x + R Y x R Z k f x = X x R Z k f x + R Y x R Z k f x
49 34 48 eqtrd φ k D x y D | y f k X + ˙ Y x R Z k f x = X x R Z k f x + R Y x R Z k f x
50 49 mpteq2dva φ k D x y D | y f k X + ˙ Y x R Z k f x = x y D | y f k X x R Z k f x + R Y x R Z k f x
51 4 psrbaglefi k D y D | y f k Fin
52 51 adantl φ k D y D | y f k Fin
53 18 46 ringcl R Ring X x Base R Z k f x Base R X x R Z k f x Base R
54 35 36 45 53 syl3anc φ k D x y D | y f k X x R Z k f x Base R
55 18 46 ringcl R Ring Y x Base R Z k f x Base R Y x R Z k f x Base R
56 35 37 45 55 syl3anc φ k D x y D | y f k Y x R Z k f x Base R
57 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
58 eqidd φ k D x y D | y f k Y x R Z k f x = x y D | y f k Y x R Z k f x
59 52 54 56 57 58 offval2 φ k D x y D | y f k X x R Z k f x + R f x y D | y f k Y x R Z k f x = x y D | y f k X x R Z k f x + R Y x R Z k f x
60 50 59 eqtr4d φ k D x y D | y f k X + ˙ Y x R Z k f x = x y D | y f k X x R Z k f x + R f x y D | y f k Y x R Z k f x
61 60 oveq2d φ k D R x y D | y f k X + ˙ Y x R Z k f x = R x y D | y f k X x R Z k f x + R f x y D | y f k Y x R Z k f x
62 3 adantr φ k D R Ring
63 ringcmn R Ring R CMnd
64 62 63 syl φ k D R CMnd
65 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
66 eqid x y D | y f k Y x R Z k f x = x y D | y f k Y x R Z k f x
67 18 11 64 52 54 56 65 66 gsummptfidmadd2 φ k D R x y D | y f k X x R Z k f x + R f x y D | y f k Y x R Z k f x = R x y D | y f k X x R Z k f x + R R x y D | y f k Y x R Z k f x
68 61 67 eqtrd φ k D R x y D | y f k X + ˙ Y x R Z k f x = R x y D | y f k X x R Z k f x + R R x y D | y f k Y x R Z k f x
69 68 mpteq2dva φ k D R x y D | y f k X + ˙ Y x R Z k f x = k D R x y D | y f k X x R Z k f x + R R x y D | y f k Y x R Z k f x
70 ringgrp R Ring R Grp
71 3 70 syl φ R Grp
72 1 6 10 71 7 8 psraddcl φ X + ˙ Y B
73 1 6 46 5 4 72 9 psrmulfval φ X + ˙ Y × ˙ Z = k D R x y D | y f k X + ˙ Y x R Z k f x
74 1 6 5 3 7 9 psrmulcl φ X × ˙ Z B
75 1 6 5 3 8 9 psrmulcl φ Y × ˙ Z B
76 1 6 11 10 74 75 psradd φ X × ˙ Z + ˙ Y × ˙ Z = X × ˙ Z + R f Y × ˙ Z
77 26 a1i φ D V
78 ovexd φ k D R x y D | y f k X x R Z k f x V
79 ovexd φ k D R x y D | y f k Y x R Z k f x V
80 1 6 46 5 4 7 9 psrmulfval φ X × ˙ Z = k D R x y D | y f k X x R Z k f x
81 1 6 46 5 4 8 9 psrmulfval φ Y × ˙ Z = k D R x y D | y f k Y x R Z k f x
82 77 78 79 80 81 offval2 φ X × ˙ Z + R f Y × ˙ Z = k D R x y D | y f k X x R Z k f x + R R x y D | y f k Y x R Z k f x
83 76 82 eqtrd φ X × ˙ Z + ˙ Y × ˙ Z = k D R x y D | y f k X x R Z k f x + R R x y D | y f k Y x R Z k f x
84 69 73 83 3eqtr4d φ X + ˙ Y × ˙ Z = X × ˙ Z + ˙ Y × ˙ Z