Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  frlmsnic Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem frlmsnic 39198
Description: Given a free module with a singleton as the index set, that is, a free module of one-dimensional vectors, the function that maps each vector to its coordinate is a module isomorphism from that module to its ring of scalars seen as a module. (Contributed by Steven Nguyen, 18-Aug-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
frlmsnic.w 𝑊 = (𝐾 freeLMod {𝐼})
frlmsnic.1 𝐹 = (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼))
Assertion
Ref Expression
frlmsnic ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹 ∈ (𝑊 LMIso (ringLMod‘𝐾)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐼   𝑥,𝐾   𝑥,𝐹   𝑥,𝑊

Proof of Theorem frlmsnic
Dummy variables 𝑦 𝑢 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2821 . . 3 (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
2 eqid 2821 . . 3 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
3 eqid 2821 . . 3 ( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾)) = ( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))
4 eqid 2821 . . 3 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
5 eqid 2821 . . 3 (Scalar‘(ringLMod‘𝐾)) = (Scalar‘(ringLMod‘𝐾))
6 eqid 2821 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
7 snex 5332 . . . . 5 {𝐼} ∈ V
8 frlmsnic.w . . . . . 6 𝑊 = (𝐾 freeLMod {𝐼})
98frlmlmod 20893 . . . . 5 ((𝐾 ∈ Ring ∧ {𝐼} ∈ V) → 𝑊 ∈ LMod)
107, 9mpan2 689 . . . 4 (𝐾 ∈ Ring → 𝑊 ∈ LMod)
1110adantr 483 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝑊 ∈ LMod)
12 rlmlmod 19977 . . . 4 (𝐾 ∈ Ring → (ringLMod‘𝐾) ∈ LMod)
1312adantr 483 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (ringLMod‘𝐾) ∈ LMod)
14 rlmsca 19972 . . . . 5 (𝐾 ∈ Ring → 𝐾 = (Scalar‘(ringLMod‘𝐾)))
1514adantr 483 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐾 = (Scalar‘(ringLMod‘𝐾)))
168frlmsca 20897 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Ring ∧ {𝐼} ∈ V) → 𝐾 = (Scalar‘𝑊))
177, 16mpan2 689 . . . . 5 (𝐾 ∈ Ring → 𝐾 = (Scalar‘𝑊))
1817adantr 483 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐾 = (Scalar‘𝑊))
1915, 18eqtr3d 2858 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (Scalar‘(ringLMod‘𝐾)) = (Scalar‘𝑊))
20 rlmbas 19967 . . . 4 (Base‘𝐾) = (Base‘(ringLMod‘𝐾))
21 eqid 2821 . . . 4 (+g𝑊) = (+g𝑊)
22 rlmplusg 19968 . . . 4 (+g𝐾) = (+g‘(ringLMod‘𝐾))
23 lmodgrp 19641 . . . . 5 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
2411, 23syl 17 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝑊 ∈ Grp)
25 lmodgrp 19641 . . . . . 6 ((ringLMod‘𝐾) ∈ LMod → (ringLMod‘𝐾) ∈ Grp)
2612, 25syl 17 . . . . 5 (𝐾 ∈ Ring → (ringLMod‘𝐾) ∈ Grp)
2726adantr 483 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (ringLMod‘𝐾) ∈ Grp)
28 eqid 2821 . . . . . . . . 9 (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
298, 28, 1frlmbasf 20904 . . . . . . . 8 (({𝐼} ∈ V ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → 𝑥:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
307, 29mpan 688 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) → 𝑥:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
3130adantl 484 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → 𝑥:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
32 snidg 4599 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ V → 𝐼 ∈ {𝐼})
3332adantl 484 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐼 ∈ {𝐼})
3433adantr 483 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → 𝐼 ∈ {𝐼})
3531, 34ffvelrnd 6852 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝑥𝐼) ∈ (Base‘𝐾))
36 frlmsnic.1 . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼))
3735, 36fmptd 6878 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹:(Base‘𝑊)⟶(Base‘𝐾))
38 simpll 765 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝐾 ∈ Ring)
397a1i 11 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → {𝐼} ∈ V)
40 simprl 769 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑊))
41 simprr 771 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))
4233adantr 483 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝐼 ∈ {𝐼})
43 eqid 2821 . . . . . 6 (+g𝐾) = (+g𝐾)
448, 1, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 21frlmvplusgvalc 20911 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥(+g𝑊)𝑦)‘𝐼) = ((𝑥𝐼)(+g𝐾)(𝑦𝐼)))
4511adantr 483 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑊 ∈ LMod)
461, 21lmodvacl 19648 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝑥(+g𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊))
4745, 40, 41, 46syl3anc 1367 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝑥(+g𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊))
48 fveq1 6669 . . . . . . 7 (𝑡 = (𝑥(+g𝑊)𝑦) → (𝑡𝐼) = ((𝑥(+g𝑊)𝑦)‘𝐼))
49 fveq1 6669 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑡 → (𝑥𝐼) = (𝑡𝐼))
5049cbvmptv 5169 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼)) = (𝑡 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑡𝐼))
5136, 50eqtri 2844 . . . . . . 7 𝐹 = (𝑡 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑡𝐼))
52 fvexd 6685 . . . . . . 7 (𝑡 ∈ (Base‘𝑊) → (𝑡𝐼) ∈ V)
5348, 51, 52fvmpt3 6772 . . . . . 6 ((𝑥(+g𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑊)𝑦)) = ((𝑥(+g𝑊)𝑦)‘𝐼))
5447, 53syl 17 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑊)𝑦)) = ((𝑥(+g𝑊)𝑦)‘𝐼))
5536a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝐹 = (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼)))
56 fvexd 6685 . . . . . . . 8 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝑥𝐼) ∈ V)
5755, 56fvmpt2d 6781 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝐹𝑥) = (𝑥𝐼))
5840, 57mpdan 685 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹𝑥) = (𝑥𝐼))
59 fveq1 6669 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝐼) = (𝑦𝐼))
60 fvexd 6685 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) → (𝑥𝐼) ∈ V)
6159, 36, 60fvmpt3 6772 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (Base‘𝑊) → (𝐹𝑦) = (𝑦𝐼))
6241, 61syl 17 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹𝑦) = (𝑦𝐼))
6358, 62oveq12d 7174 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝐹𝑥)(+g𝐾)(𝐹𝑦)) = ((𝑥𝐼)(+g𝐾)(𝑦𝐼)))
6444, 54, 633eqtr4d 2866 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑊)𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝐾)(𝐹𝑦)))
651, 20, 21, 22, 24, 27, 37, 64isghmd 18367 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹 ∈ (𝑊 GrpHom (ringLMod‘𝐾)))
667a1i 11 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → {𝐼} ∈ V)
6718eqcomd 2827 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (Scalar‘𝑊) = 𝐾)
6867fveq2d 6674 . . . . . . . . 9 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘𝐾))
6968eleq2d 2898 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ↔ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾)))
7069biimpa 479 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐾))
7170adantrr 715 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐾))
72 simprr 771 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))
7333adantr 483 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝐼 ∈ {𝐼})
74 eqid 2821 . . . . . 6 (.r𝐾) = (.r𝐾)
758, 1, 28, 66, 71, 72, 73, 2, 74frlmvscaval 20912 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼) = (𝑥(.r𝐾)(𝑦𝐼)))
76 rlmvsca 19974 . . . . . 6 (.r𝐾) = ( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))
7776oveqi 7169 . . . . 5 (𝑥(.r𝐾)(𝑦𝐼)) = (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝑦𝐼))
7875, 77syl6eq 2872 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼) = (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝑦𝐼)))
79 fveq1 6669 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑢 → (𝑥𝐼) = (𝑢𝐼))
8079cbvmptv 5169 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼)) = (𝑢 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑢𝐼))
8136, 80eqtri 2844 . . . . 5 𝐹 = (𝑢 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑢𝐼))
82 fveq1 6669 . . . . 5 (𝑢 = (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) → (𝑢𝐼) = ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼))
837a1i 11 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ V → {𝐼} ∈ V)
8483, 9sylan2 594 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝑊 ∈ LMod)
8584adantr 483 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑊 ∈ LMod)
86 simprl 769 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
871, 4, 2, 6lmodvscl 19651 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊))
8885, 86, 72, 87syl3anc 1367 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊))
89 fvexd 6685 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼) ∈ V)
9081, 82, 88, 89fvmptd3 6791 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼))
91 fvex 6683 . . . . . . 7 (𝑥𝐼) ∈ V
9259, 36, 91fvmpt3i 6773 . . . . . 6 (𝑦 ∈ (Base‘𝑊) → (𝐹𝑦) = (𝑦𝐼))
9372, 92syl 17 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹𝑦) = (𝑦𝐼))
9493oveq2d 7172 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝐹𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝑦𝐼)))
9578, 90, 943eqtr4d 2866 . . 3 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝐹𝑦)))
961, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 13, 19, 65, 95islmhmd 19811 . 2 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹 ∈ (𝑊 LMHom (ringLMod‘𝐾)))
97 simplr 767 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → 𝐼 ∈ V)
98 simpr 487 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))
9997, 98fsnd 6657 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → {⟨𝐼, 𝑦⟩}:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
100 simpll 765 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → 𝐾 ∈ Ring)
101 snfi 8594 . . . . . 6 {𝐼} ∈ Fin
1028, 28, 1frlmfielbas 39188 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Ring ∧ {𝐼} ∈ Fin) → ({⟨𝐼, 𝑦⟩} ∈ (Base‘𝑊) ↔ {⟨𝐼, 𝑦⟩}:{𝐼}⟶(Base‘𝐾)))
103100, 101, 102sylancl 588 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → ({⟨𝐼, 𝑦⟩} ∈ (Base‘𝑊) ↔ {⟨𝐼, 𝑦⟩}:{𝐼}⟶(Base‘𝐾)))
10499, 103mpbird 259 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → {⟨𝐼, 𝑦⟩} ∈ (Base‘𝑊))
105 fveq1 6669 . . . . . . . 8 (𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩} → (𝑥𝐼) = ({⟨𝐼, 𝑦⟩}‘𝐼))
106105adantl 484 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) ∧ 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}) → (𝑥𝐼) = ({⟨𝐼, 𝑦⟩}‘𝐼))
107 simpllr 774 . . . . . . . 8 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) ∧ 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}) → 𝐼 ∈ V)
108 vex 3497 . . . . . . . 8 𝑦 ∈ V
109 fvsng 6942 . . . . . . . 8 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V) → ({⟨𝐼, 𝑦⟩}‘𝐼) = 𝑦)
110107, 108, 109sylancl 588 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) ∧ 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}) → ({⟨𝐼, 𝑦⟩}‘𝐼) = 𝑦)
111106, 110eqtr2d 2857 . . . . . 6 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) ∧ 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}) → 𝑦 = (𝑥𝐼))
112111ex 415 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → (𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩} → 𝑦 = (𝑥𝐼)))
113 simplr 767 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → 𝐼 ∈ V)
11431adantrr 715 . . . . . . . 8 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → 𝑥:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
115114ffnd 6515 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → 𝑥 Fn {𝐼})
116 fnsnbt 39169 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ V → (𝑥 Fn {𝐼} ↔ 𝑥 = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩}))
117116biimpd 231 . . . . . . 7 (𝐼 ∈ V → (𝑥 Fn {𝐼} → 𝑥 = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩}))
118113, 115, 117sylc 65 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → 𝑥 = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩})
119 opeq2 4804 . . . . . . . 8 (𝑦 = (𝑥𝐼) → ⟨𝐼, 𝑦⟩ = ⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩)
120119sneqd 4579 . . . . . . 7 (𝑦 = (𝑥𝐼) → {⟨𝐼, 𝑦⟩} = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩})
121120eqeq2d 2832 . . . . . 6 (𝑦 = (𝑥𝐼) → (𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩} ↔ 𝑥 = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩}))
122118, 121syl5ibrcom 249 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → (𝑦 = (𝑥𝐼) → 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}))
123112, 122impbid 214 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → (𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩} ↔ 𝑦 = (𝑥𝐼)))
12436, 35, 104, 123f1o2d 7399 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘𝐾))
12520a1i 11 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (Base‘𝐾) = (Base‘(ringLMod‘𝐾)))
126125f1oeq3d 6612 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘𝐾) ↔ 𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘(ringLMod‘𝐾))))
127124, 126mpbid 234 . 2 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘(ringLMod‘𝐾)))
128 eqid 2821 . . 3 (Base‘(ringLMod‘𝐾)) = (Base‘(ringLMod‘𝐾))
1291, 128islmim 19834 . 2 (𝐹 ∈ (𝑊 LMIso (ringLMod‘𝐾)) ↔ (𝐹 ∈ (𝑊 LMHom (ringLMod‘𝐾)) ∧ 𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘(ringLMod‘𝐾))))
13096, 127, 129sylanbrc 585 1 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹 ∈ (𝑊 LMIso (ringLMod‘𝐾)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 208  wa 398   = wceq 1537  wcel 2114  Vcvv 3494  {csn 4567  cop 4573  cmpt 5146   Fn wfn 6350  wf 6351  1-1-ontowf1o 6354  cfv 6355  (class class class)co 7156  Fincfn 8509  Basecbs 16483  +gcplusg 16565  .rcmulr 16566  Scalarcsca 16568   ·𝑠 cvsca 16569  Grpcgrp 18103  Ringcrg 19297  LModclmod 19634   LMHom clmhm 19791   LMIso clmim 19792  ringLModcrglmod 19941   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-rmo 3146  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-mgm 17852  df-sgrp 17901  df-mnd 17912  df-grp 18106  df-minusg 18107  df-sbg 18108  df-subg 18276  df-ghm 18356  df-mgp 19240  df-ur 19252  df-ring 19299  df-subrg 19533  df-lmod 19636  df-lss 19704  df-lmhm 19794  df-lmim 19795  df-sra 19944  df-rgmod 19945  df-dsmm 20876  df-frlm 20891
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator