Metamath Proof Explorer


Theorem psrlmod

Description: The ring of power series is a left module. (Contributed by Mario Carneiro, 29-Dec-2014)

Ref Expression
Hypotheses psrring.s S = I mPwSer R
psrring.i φ I V
psrring.r φ R Ring
Assertion psrlmod φ S LMod

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 eqidd φ Base S = Base S
5 eqidd φ + S = + S
6 1 2 3 psrsca φ R = Scalar S
7 eqidd φ S = S
8 eqidd φ Base R = Base R
9 eqidd φ + R = + R
10 eqidd φ R = R
11 eqidd φ 1 R = 1 R
12 ringgrp R Ring R Grp
13 3 12 syl φ R Grp
14 1 2 13 psrgrp φ S Grp
15 eqid S = S
16 eqid Base R = Base R
17 eqid Base S = Base S
18 3 3ad2ant1 φ x Base R y Base S R Ring
19 simp2 φ x Base R y Base S x Base R
20 simp3 φ x Base R y Base S y Base S
21 1 15 16 17 18 19 20 psrvscacl φ x Base R y Base S x S y Base S
22 ovex 0 I V
23 22 rabex f 0 I | f -1 Fin V
24 23 a1i φ x Base R y Base S z Base S f 0 I | f -1 Fin V
25 simpr1 φ x Base R y Base S z Base S x Base R
26 fconst6g x Base R f 0 I | f -1 Fin × x : f 0 I | f -1 Fin Base R
27 25 26 syl φ x Base R y Base S z Base S f 0 I | f -1 Fin × x : f 0 I | f -1 Fin Base R
28 eqid f 0 I | f -1 Fin = f 0 I | f -1 Fin
29 simpr2 φ x Base R y Base S z Base S y Base S
30 1 16 28 17 29 psrelbas φ x Base R y Base S z Base S y : f 0 I | f -1 Fin Base R
31 simpr3 φ x Base R y Base S z Base S z Base S
32 1 16 28 17 31 psrelbas φ x Base R y Base S z Base S z : f 0 I | f -1 Fin Base R
33 3 adantr φ x Base R y Base S z Base S R Ring
34 eqid + R = + R
35 eqid R = R
36 16 34 35 ringdi R Ring r Base R s Base R t Base R r R s + R t = r R s + R r R t
37 33 36 sylan φ x Base R y Base S z Base S r Base R s Base R t Base R r R s + R t = r R s + R r R t
38 24 27 30 32 37 caofdi φ x Base R y Base S z Base S f 0 I | f -1 Fin × x R f y + R f z = f 0 I | f -1 Fin × x R f y + R f f 0 I | f -1 Fin × x R f z
39 eqid + S = + S
40 1 17 34 39 29 31 psradd φ x Base R y Base S z Base S y + S z = y + R f z
41 40 oveq2d φ x Base R y Base S z Base S f 0 I | f -1 Fin × x R f y + S z = f 0 I | f -1 Fin × x R f y + R f z
42 1 15 16 17 35 28 25 29 psrvsca φ x Base R y Base S z Base S x S y = f 0 I | f -1 Fin × x R f y
43 1 15 16 17 35 28 25 31 psrvsca φ x Base R y Base S z Base S x S z = f 0 I | f -1 Fin × x R f z
44 42 43 oveq12d φ x Base R y Base S z Base S x S y + R f x S z = f 0 I | f -1 Fin × x R f y + R f f 0 I | f -1 Fin × x R f z
45 38 41 44 3eqtr4d φ x Base R y Base S z Base S f 0 I | f -1 Fin × x R f y + S z = x S y + R f x S z
46 13 adantr φ x Base R y Base S z Base S R Grp
47 1 17 39 46 29 31 psraddcl φ x Base R y Base S z Base S y + S z Base S
48 1 15 16 17 35 28 25 47 psrvsca φ x Base R y Base S z Base S x S y + S z = f 0 I | f -1 Fin × x R f y + S z
49 21 3adant3r3 φ x Base R y Base S z Base S x S y Base S
50 1 15 16 17 33 25 31 psrvscacl φ x Base R y Base S z Base S x S z Base S
51 1 17 34 39 49 50 psradd φ x Base R y Base S z Base S x S y + S x S z = x S y + R f x S z
52 45 48 51 3eqtr4d φ x Base R y Base S z Base S x S y + S z = x S y + S x S z
53 simpr1 φ x Base R y Base R z Base S x Base R
54 simpr3 φ x Base R y Base R z Base S z Base S
55 1 15 16 17 35 28 53 54 psrvsca φ x Base R y Base R z Base S x S z = f 0 I | f -1 Fin × x R f z
56 simpr2 φ x Base R y Base R z Base S y Base R
57 1 15 16 17 35 28 56 54 psrvsca φ x Base R y Base R z Base S y S z = f 0 I | f -1 Fin × y R f z
58 55 57 oveq12d φ x Base R y Base R z Base S x S z + R f y S z = f 0 I | f -1 Fin × x R f z + R f f 0 I | f -1 Fin × y R f z
59 23 a1i φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin V
60 1 16 28 17 54 psrelbas φ x Base R y Base R z Base S z : f 0 I | f -1 Fin Base R
61 53 26 syl φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x : f 0 I | f -1 Fin Base R
62 fconst6g y Base R f 0 I | f -1 Fin × y : f 0 I | f -1 Fin Base R
63 56 62 syl φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × y : f 0 I | f -1 Fin Base R
64 3 adantr φ x Base R y Base R z Base S R Ring
65 16 34 35 ringdir R Ring r Base R s Base R t Base R r + R s R t = r R t + R s R t
66 64 65 sylan φ x Base R y Base R z Base S r Base R s Base R t Base R r + R s R t = r R t + R s R t
67 59 60 61 63 66 caofdir φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x + R f f 0 I | f -1 Fin × y R f z = f 0 I | f -1 Fin × x R f z + R f f 0 I | f -1 Fin × y R f z
68 59 53 56 ofc12 φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x + R f f 0 I | f -1 Fin × y = f 0 I | f -1 Fin × x + R y
69 68 oveq1d φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x + R f f 0 I | f -1 Fin × y R f z = f 0 I | f -1 Fin × x + R y R f z
70 58 67 69 3eqtr2rd φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x + R y R f z = x S z + R f y S z
71 16 34 ringacl R Ring x Base R y Base R x + R y Base R
72 64 53 56 71 syl3anc φ x Base R y Base R z Base S x + R y Base R
73 1 15 16 17 35 28 72 54 psrvsca φ x Base R y Base R z Base S x + R y S z = f 0 I | f -1 Fin × x + R y R f z
74 1 15 16 17 64 53 54 psrvscacl φ x Base R y Base R z Base S x S z Base S
75 1 15 16 17 64 56 54 psrvscacl φ x Base R y Base R z Base S y S z Base S
76 1 17 34 39 74 75 psradd φ x Base R y Base R z Base S x S z + S y S z = x S z + R f y S z
77 70 73 76 3eqtr4d φ x Base R y Base R z Base S x + R y S z = x S z + S y S z
78 57 oveq2d φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x R f y S z = f 0 I | f -1 Fin × x R f f 0 I | f -1 Fin × y R f z
79 16 35 ringass R Ring r Base R s Base R t Base R r R s R t = r R s R t
80 64 79 sylan φ x Base R y Base R z Base S r Base R s Base R t Base R r R s R t = r R s R t
81 59 61 63 60 80 caofass φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x R f f 0 I | f -1 Fin × y R f z = f 0 I | f -1 Fin × x R f f 0 I | f -1 Fin × y R f z
82 59 53 56 ofc12 φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x R f f 0 I | f -1 Fin × y = f 0 I | f -1 Fin × x R y
83 82 oveq1d φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x R f f 0 I | f -1 Fin × y R f z = f 0 I | f -1 Fin × x R y R f z
84 78 81 83 3eqtr2rd φ x Base R y Base R z Base S f 0 I | f -1 Fin × x R y R f z = f 0 I | f -1 Fin × x R f y S z
85 16 35 ringcl R Ring x Base R y Base R x R y Base R
86 64 53 56 85 syl3anc φ x Base R y Base R z Base S x R y Base R
87 1 15 16 17 35 28 86 54 psrvsca φ x Base R y Base R z Base S x R y S z = f 0 I | f -1 Fin × x R y R f z
88 1 15 16 17 35 28 53 75 psrvsca φ x Base R y Base R z Base S x S y S z = f 0 I | f -1 Fin × x R f y S z
89 84 87 88 3eqtr4d φ x Base R y Base R z Base S x R y S z = x S y S z
90 3 adantr φ x Base S R Ring
91 eqid 1 R = 1 R
92 16 91 ringidcl R Ring 1 R Base R
93 90 92 syl φ x Base S 1 R Base R
94 simpr φ x Base S x Base S
95 1 15 16 17 35 28 93 94 psrvsca φ x Base S 1 R S x = f 0 I | f -1 Fin × 1 R R f x
96 23 a1i φ x Base S f 0 I | f -1 Fin V
97 1 16 28 17 94 psrelbas φ x Base S x : f 0 I | f -1 Fin Base R
98 16 35 91 ringlidm R Ring r Base R 1 R R r = r
99 90 98 sylan φ x Base S r Base R 1 R R r = r
100 96 97 93 99 caofid0l φ x Base S f 0 I | f -1 Fin × 1 R R f x = x
101 95 100 eqtrd φ x Base S 1 R S x = x
102 4 5 6 7 8 9 10 11 3 14 21 52 77 89 101 islmodd φ S LMod