Theorem frlmipval 20923

Description: The inner product of a free module. (Contributed by Thierry Arnoux, 21-Jun-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
frlmphl.y	⊢ 𝑌 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
frlmphl.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
frlmphl.t	⊢ · = (.r‘𝑅)
frlmphl.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑌)
frlmphl.j	⊢ , = (·𝑖‘𝑌)

Assertion

Ref	Expression
frlmipval	⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝐹 , 𝐺) = (𝑅 Σg (𝐹 ∘f · 𝐺)))

Proof of Theorem frlmipval

Dummy variables 𝑓 𝑔 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frlmphl.y	. . . . . . 7 ⊢ 𝑌 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
2		frlmphl.b	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
3		frlmphl.v	. . . . . . 7 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑌)
4	1, 2, 3	frlmbasmap 20903	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝐹 ∈ 𝑉) → 𝐹 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼))
5	4	ad2ant2r 745	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → 𝐹 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼))
6		elmapi 8428	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) → 𝐹:𝐼⟶𝐵)
7		ffn 6514	. . . . 5 ⊢ (𝐹:𝐼⟶𝐵 → 𝐹 Fn 𝐼)
8	5, 6, 7	3syl 18	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → 𝐹 Fn 𝐼)
9	1, 2, 3	frlmbasmap 20903	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉) → 𝐺 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼))
10	9	ad2ant2rl 747	. . . . 5 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → 𝐺 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼))
11		elmapi 8428	. . . . 5 ⊢ (𝐺 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) → 𝐺:𝐼⟶𝐵)
12		ffn 6514	. . . . 5 ⊢ (𝐺:𝐼⟶𝐵 → 𝐺 Fn 𝐼)
13	10, 11, 12	3syl 18	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → 𝐺 Fn 𝐼)
14		simpll 765	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → 𝐼 ∈ 𝑊)
15		inidm 4195	. . . 4 ⊢ (𝐼 ∩ 𝐼) = 𝐼
16		eqidd 2822	. . . 4 ⊢ ((((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝐹‘𝑥) = (𝐹‘𝑥))
17		eqidd 2822	. . . 4 ⊢ ((((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) ∧ 𝑥 ∈ 𝐼) → (𝐺‘𝑥) = (𝐺‘𝑥))
18	8, 13, 14, 14, 15, 16, 17	offval 7416	. . 3 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝐹 ∘f · 𝐺) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥))))
19	18	oveq2d 7172	. 2 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝑅 Σg (𝐹 ∘f · 𝐺)) = (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥)))))
20		ovexd 7191	. . 3 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥)))) ∈ V)
21		fveq1 6669	. . . . . . 7 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑓‘𝑥) = (𝐹‘𝑥))
22	21	oveq1d 7171	. . . . . 6 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)) = ((𝐹‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)))
23	22	mpteq2dv 5162	. . . . 5 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝑔‘𝑥))))
24	23	oveq2d 7172	. . . 4 ⊢ (𝑓 = 𝐹 → (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)))) = (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)))))
25		fveq1 6669	. . . . . . 7 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑔‘𝑥) = (𝐺‘𝑥))
26	25	oveq2d 7172	. . . . . 6 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → ((𝐹‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)) = ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥)))
27	26	mpteq2dv 5162	. . . . 5 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝑔‘𝑥))) = (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥))))
28	27	oveq2d 7172	. . . 4 ⊢ (𝑔 = 𝐺 → (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)))) = (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥)))))
29		eqid 2821	. . . 4 ⊢ (𝑓 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥))))) = (𝑓 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)))))
30	24, 28, 29	ovmpog 7309	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ∧ 𝐺 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ∧ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥)))) ∈ V) → (𝐹(𝑓 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)))))𝐺) = (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥)))))
31	5, 10, 20, 30	syl3anc 1367	. 2 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝐹(𝑓 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)))))𝐺) = (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝐹‘𝑥) · (𝐺‘𝑥)))))
32		frlmphl.t	. . . . . 6 ⊢ · = (.r‘𝑅)
33	1, 2, 32	frlmip 20922	. . . . 5 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) → (𝑓 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥))))) = (·𝑖‘𝑌))
34	33	adantr 483	. . . 4 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝑓 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥))))) = (·𝑖‘𝑌))
35		frlmphl.j	. . . 4 ⊢ , = (·𝑖‘𝑌)
36	34, 35	syl6eqr 2874	. . 3 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝑓 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥))))) = , )
37	36	oveqd 7173	. 2 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝐹(𝑓 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼), 𝑔 ∈ (𝐵 ↑m 𝐼) ↦ (𝑅 Σg (𝑥 ∈ 𝐼 ↦ ((𝑓‘𝑥) · (𝑔‘𝑥)))))𝐺) = (𝐹 , 𝐺))
38	19, 31, 37	3eqtr2rd 2863	1 ⊢ (((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑅 ∈ 𝑋) ∧ (𝐹 ∈ 𝑉 ∧ 𝐺 ∈ 𝑉)) → (𝐹 , 𝐺) = (𝑅 Σg (𝐹 ∘f · 𝐺)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114  Vcvv 3494   ↦ cmpt 5146   Fn wfn 6350  ⟶wf 6351  ‘cfv 6355  (class class class)co 7156   ∈ cmpo 7158   ∘_f cof 7407   ↑_m cmap 8406  Basecbs 16483  ._rcmulr 16566  ·_𝑖cip 16570   Σ_g cgsu 16714   freeLMod cfrlm 20890

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1970  ax-7 2015  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2145  ax-11 2161  ax-12 2177  ax-ext 2793  ax-rep 5190  ax-sep 5203  ax-nul 5210  ax-pow 5266  ax-pr 5330  ax-un 7461  ax-cnex 10593  ax-resscn 10594  ax-1cn 10595  ax-icn 10596  ax-addcl 10597  ax-addrcl 10598  ax-mulcl 10599  ax-mulrcl 10600  ax-mulcom 10601  ax-addass 10602  ax-mulass 10603  ax-distr 10604  ax-i2m1 10605  ax-1ne0 10606  ax-1rid 10607  ax-rnegex 10608  ax-rrecex 10609  ax-cnre 10610  ax-pre-lttri 10611  ax-pre-lttrn 10612  ax-pre-ltadd 10613  ax-pre-mulgt0 10614

This theorem depends on definitions:  df-bi 209  df-an 399  df-or 844  df-3or 1084  df-3an 1085  df-tru 1540  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2070  df-mo 2622  df-eu 2654  df-clab 2800  df-cleq 2814  df-clel 2893  df-nfc 2963  df-ne 3017  df-nel 3124  df-ral 3143  df-rex 3144  df-reu 3145  df-rab 3147  df-v 3496  df-sbc 3773  df-csb 3884  df-dif 3939  df-un 3941  df-in 3943  df-ss 3952  df-pss 3954  df-nul 4292  df-if 4468  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-tp 4572  df-op 4574  df-uni 4839  df-int 4877  df-iun 4921  df-br 5067  df-opab 5129  df-mpt 5147  df-tr 5173  df-id 5460  df-eprel 5465  df-po 5474  df-so 5475  df-fr 5514  df-we 5516  df-xp 5561  df-rel 5562  df-cnv 5563  df-co 5564  df-dm 5565  df-rn 5566  df-res 5567  df-ima 5568  df-pred 6148  df-ord 6194  df-on 6195  df-lim 6196  df-suc 6197  df-iota 6314  df-fun 6357  df-fn 6358  df-f 6359  df-f1 6360  df-fo 6361  df-f1o 6362  df-fv 6363  df-riota 7114  df-ov 7159  df-oprab 7160  df-mpo 7161  df-of 7409  df-om 7581  df-1st 7689  df-2nd 7690  df-supp 7831  df-wrecs 7947  df-recs 8008  df-rdg 8046  df-1o 8102  df-oadd 8106  df-er 8289  df-map 8408  df-ixp 8462  df-en 8510  df-dom 8511  df-sdom 8512  df-fin 8513  df-fsupp 8834  df-sup 8906  df-pnf 10677  df-mnf 10678  df-xr 10679  df-ltxr 10680  df-le 10681  df-sub 10872  df-neg 10873  df-nn 11639  df-2 11701  df-3 11702  df-4 11703  df-5 11704  df-6 11705  df-7 11706  df-8 11707  df-9 11708  df-n0 11899  df-z 11983  df-dec 12100  df-uz 12245  df-fz 12894  df-struct 16485  df-ndx 16486  df-slot 16487  df-base 16489  df-sets 16490  df-ress 16491  df-plusg 16578  df-mulr 16579  df-sca 16581  df-vsca 16582  df-ip 16583  df-tset 16584  df-ple 16585  df-ds 16587  df-hom 16589  df-cco 16590  df-0g 16715  df-prds 16721  df-pws 16723  df-sra 19944  df-rgmod 19945  df-dsmm 20876  df-frlm 20891

This theorem is referenced by:  frlmphl  20925  rrxcph  23995