Theorem indlcim 20381

Description: An independent, spanning family extends to an isomorphism from a free module. (Contributed by Stefan O'Rear, 26-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
indlcim.f	⊢ 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
indlcim.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐹)
indlcim.c	⊢ 𝐶 = (Base‘𝑇)
indlcim.v	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑇)
indlcim.n	⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑇)
indlcim.e	⊢ 𝐸 = (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇 Σg (𝑥 ∘𝑓 · 𝐴)))
indlcim.t	⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ LMod)
indlcim.i	⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑋)
indlcim.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝑇))
indlcim.a	⊢ (𝜑 → 𝐴:𝐼–onto→𝐽)
indlcim.l	⊢ (𝜑 → 𝐴 LIndF 𝑇)
indlcim.s	⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝐽) = 𝐶)

Assertion

Ref	Expression
indlcim	⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (𝐹 LMIso 𝑇))

Distinct variable groups:   𝜑,𝑥   𝑥,𝐴   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶   𝑥,𝐹   𝑥,𝐼   𝑥,𝑁   𝑥,𝑅   𝑥,𝑇   𝑥, ·   𝑥,𝑋

Allowed substitution hints:   𝐸(𝑥)   𝐽(𝑥)

Proof of Theorem indlcim

Step	Hyp	Ref	Expression
1		indlcim.f	. . 3 ⊢ 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
2		indlcim.b	. . 3 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐹)
3		indlcim.c	. . 3 ⊢ 𝐶 = (Base‘𝑇)
4		indlcim.v	. . 3 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑇)
5		indlcim.e	. . 3 ⊢ 𝐸 = (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑇 Σg (𝑥 ∘𝑓 · 𝐴)))
6		indlcim.t	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑇 ∈ LMod)
7		indlcim.i	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑋)
8		indlcim.r	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝑇))
9		indlcim.a	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴:𝐼–onto→𝐽)
10		fofn 6278	. . . . 5 ⊢ (𝐴:𝐼–onto→𝐽 → 𝐴 Fn 𝐼)
11	9, 10	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 Fn 𝐼)
12		indlcim.l	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 LIndF 𝑇)
13	3	lindff 20356	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 LIndF 𝑇 ∧ 𝑇 ∈ LMod) → 𝐴:dom 𝐴⟶𝐶)
14	12, 6, 13	syl2anc 696	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴:dom 𝐴⟶𝐶)
15		frn 6214	. . . . 5 ⊢ (𝐴:dom 𝐴⟶𝐶 → ran 𝐴 ⊆ 𝐶)
16	14, 15	syl 17	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran 𝐴 ⊆ 𝐶)
17		df-f 6053	. . . 4 ⊢ (𝐴:𝐼⟶𝐶 ↔ (𝐴 Fn 𝐼 ∧ ran 𝐴 ⊆ 𝐶))
18	11, 16, 17	sylanbrc 701	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐴:𝐼⟶𝐶)
19	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 18	frlmup1 20339	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (𝐹 LMHom 𝑇))
20	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 18	islindf5 20380	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 LIndF 𝑇 ↔ 𝐸:𝐵–1-1→𝐶))
21	12, 20	mpbid 222	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐸:𝐵–1-1→𝐶)
22		indlcim.n	. . . . 5 ⊢ 𝑁 = (LSpan‘𝑇)
23	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 18, 22	frlmup3 20341	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ran 𝐸 = (𝑁‘ran 𝐴))
24		forn 6279	. . . . . 6 ⊢ (𝐴:𝐼–onto→𝐽 → ran 𝐴 = 𝐽)
25	9, 24	syl 17	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ran 𝐴 = 𝐽)
26	25	fveq2d 6356	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘ran 𝐴) = (𝑁‘𝐽))
27		indlcim.s	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝑁‘𝐽) = 𝐶)
28	23, 26, 27	3eqtrd 2798	. . 3 ⊢ (𝜑 → ran 𝐸 = 𝐶)
29		dff1o5 6307	. . 3 ⊢ (𝐸:𝐵–1-1-onto→𝐶 ↔ (𝐸:𝐵–1-1→𝐶 ∧ ran 𝐸 = 𝐶))
30	21, 28, 29	sylanbrc 701	. 2 ⊢ (𝜑 → 𝐸:𝐵–1-1-onto→𝐶)
31	2, 3	islmim 19264	. 2 ⊢ (𝐸 ∈ (𝐹 LMIso 𝑇) ↔ (𝐸 ∈ (𝐹 LMHom 𝑇) ∧ 𝐸:𝐵–1-1-onto→𝐶))
32	19, 30, 31	sylanbrc 701	1 ⊢ (𝜑 → 𝐸 ∈ (𝐹 LMIso 𝑇))

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1632   ∈ wcel 2139   ⊆ wss 3715   class class class wbr 4804   ↦ cmpt 4881  dom cdm 5266  ran crn 5267   Fn wfn 6044  ⟶wf 6045  –1-1→wf1 6046  –onto→wfo 6047  –1-1-onto→wf1o 6048  ‘cfv 6049  (class class class)co 6813   ∘_𝑓 cof 7060  Basecbs 16059  Scalarcsca 16146   ·_𝑠 cvsca 16147   Σ_g cgsu 16303  LModclmod 19065  LSpanclspn 19173   LMHom clmhm 19221   LMIso clmim 19222   freeLMod cfrlm 20292   LIndF clindf 20345

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1871  ax-4 1886  ax-5 1988  ax-6 2054  ax-7 2090  ax-8 2141  ax-9 2148  ax-10 2168  ax-11 2183  ax-12 2196  ax-13 2391  ax-ext 2740  ax-rep 4923  ax-sep 4933  ax-nul 4941  ax-pow 4992  ax-pr 5055  ax-un 7114  ax-inf2 8711  ax-cnex 10184  ax-resscn 10185  ax-1cn 10186  ax-icn 10187  ax-addcl 10188  ax-addrcl 10189  ax-mulcl 10190  ax-mulrcl 10191  ax-mulcom 10192  ax-addass 10193  ax-mulass 10194  ax-distr 10195  ax-i2m1 10196  ax-1ne0 10197  ax-1rid 10198  ax-rnegex 10199  ax-rrecex 10200  ax-cnre 10201  ax-pre-lttri 10202  ax-pre-lttrn 10203  ax-pre-ltadd 10204  ax-pre-mulgt0 10205

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1073  df-3an 1074  df-tru 1635  df-ex 1854  df-nf 1859  df-sb 2047  df-eu 2611  df-mo 2612  df-clab 2747  df-cleq 2753  df-clel 2756  df-nfc 2891  df-ne 2933  df-nel 3036  df-ral 3055  df-rex 3056  df-reu 3057  df-rmo 3058  df-rab 3059  df-v 3342  df-sbc 3577  df-csb 3675  df-dif 3718  df-un 3720  df-in 3722  df-ss 3729  df-pss 3731  df-nul 4059  df-if 4231  df-pw 4304  df-sn 4322  df-pr 4324  df-tp 4326  df-op 4328  df-uni 4589  df-int 4628  df-iun 4674  df-iin 4675  df-br 4805  df-opab 4865  df-mpt 4882  df-tr 4905  df-id 5174  df-eprel 5179  df-po 5187  df-so 5188  df-fr 5225  df-se 5226  df-we 5227  df-xp 5272  df-rel 5273  df-cnv 5274  df-co 5275  df-dm 5276  df-rn 5277  df-res 5278  df-ima 5279  df-pred 5841  df-ord 5887  df-on 5888  df-lim 5889  df-suc 5890  df-iota 6012  df-fun 6051  df-fn 6052  df-f 6053  df-f1 6054  df-fo 6055  df-f1o 6056  df-fv 6057  df-isom 6058  df-riota 6774  df-ov 6816  df-oprab 6817  df-mpt2 6818  df-of 7062  df-om 7231  df-1st 7333  df-2nd 7334  df-supp 7464  df-wrecs 7576  df-recs 7637  df-rdg 7675  df-1o 7729  df-oadd 7733  df-er 7911  df-map 8025  df-ixp 8075  df-en 8122  df-dom 8123  df-sdom 8124  df-fin 8125  df-fsupp 8441  df-sup 8513  df-oi 8580  df-card 8955  df-pnf 10268  df-mnf 10269  df-xr 10270  df-ltxr 10271  df-le 10272  df-sub 10460  df-neg 10461  df-nn 11213  df-2 11271  df-3 11272  df-4 11273  df-5 11274  df-6 11275  df-7 11276  df-8 11277  df-9 11278  df-n0 11485  df-z 11570  df-dec 11686  df-uz 11880  df-fz 12520  df-fzo 12660  df-seq 12996  df-hash 13312  df-struct 16061  df-ndx 16062  df-slot 16063  df-base 16065  df-sets 16066  df-ress 16067  df-plusg 16156  df-mulr 16157  df-sca 16159  df-vsca 16160  df-ip 16161  df-tset 16162  df-ple 16163  df-ds 16166  df-hom 16168  df-cco 16169  df-0g 16304  df-gsum 16305  df-prds 16310  df-pws 16312  df-mre 16448  df-mrc 16449  df-acs 16451  df-mgm 17443  df-sgrp 17485  df-mnd 17496  df-mhm 17536  df-submnd 17537  df-grp 17626  df-minusg 17627  df-sbg 17628  df-mulg 17742  df-subg 17792  df-ghm 17859  df-cntz 17950  df-cmn 18395  df-abl 18396  df-mgp 18690  df-ur 18702  df-ring 18749  df-subrg 18980  df-lmod 19067  df-lss 19135  df-lsp 19174  df-lmhm 19224  df-lmim 19225  df-lbs 19277  df-sra 19374  df-rgmod 19375  df-nzr 19460  df-dsmm 20278  df-frlm 20293  df-uvc 20324  df-lindf 20347

This theorem is referenced by:  lbslcic  20382