Theorem ldualsca 34737

Description: The ring of scalars of the dual of a vector space. (Contributed by NM, 18-Oct-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
ldualsca.f	⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
ldualsca.o	⊢ 𝑂 = (oppr‘𝐹)
ldualsca.d	⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑊)
ldualsca.r	⊢ 𝑅 = (Scalar‘𝐷)
ldualsca.w	⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ 𝑋)

Assertion

Ref	Expression
ldualsca	⊢ (𝜑 → 𝑅 = 𝑂)

Proof of Theorem ldualsca

Dummy variables 𝑓 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		eqid 2651	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
2		eqid 2651	. . . 4 ⊢ (+g‘𝐹) = (+g‘𝐹)
3		eqid 2651	. . . 4 ⊢ ( ∘𝑓 (+g‘𝐹) ↾ ((LFnl‘𝑊) × (LFnl‘𝑊))) = ( ∘𝑓 (+g‘𝐹) ↾ ((LFnl‘𝑊) × (LFnl‘𝑊)))
4		eqid 2651	. . . 4 ⊢ (LFnl‘𝑊) = (LFnl‘𝑊)
5		ldualsca.d	. . . 4 ⊢ 𝐷 = (LDual‘𝑊)
6		ldualsca.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
7		eqid 2651	. . . 4 ⊢ (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
8		eqid 2651	. . . 4 ⊢ (.r‘𝐹) = (.r‘𝐹)
9		ldualsca.o	. . . 4 ⊢ 𝑂 = (oppr‘𝐹)
10		eqid 2651	. . . 4 ⊢ (𝑘 ∈ (Base‘𝐹), 𝑓 ∈ (LFnl‘𝑊) ↦ (𝑓 ∘𝑓 (.r‘𝐹)((Base‘𝑊) × {𝑘}))) = (𝑘 ∈ (Base‘𝐹), 𝑓 ∈ (LFnl‘𝑊) ↦ (𝑓 ∘𝑓 (.r‘𝐹)((Base‘𝑊) × {𝑘})))
11		ldualsca.w	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑊 ∈ 𝑋)
12	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11	ldualset 34730	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐷 = ({⟨(Base‘ndx), (LFnl‘𝑊)⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘𝑓 (+g‘𝐹) ↾ ((LFnl‘𝑊) × (LFnl‘𝑊)))⟩, ⟨(Scalar‘ndx), 𝑂⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑘 ∈ (Base‘𝐹), 𝑓 ∈ (LFnl‘𝑊) ↦ (𝑓 ∘𝑓 (.r‘𝐹)((Base‘𝑊) × {𝑘})))⟩}))
13	12	fveq2d 6233	. 2 ⊢ (𝜑 → (Scalar‘𝐷) = (Scalar‘({⟨(Base‘ndx), (LFnl‘𝑊)⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘𝑓 (+g‘𝐹) ↾ ((LFnl‘𝑊) × (LFnl‘𝑊)))⟩, ⟨(Scalar‘ndx), 𝑂⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑘 ∈ (Base‘𝐹), 𝑓 ∈ (LFnl‘𝑊) ↦ (𝑓 ∘𝑓 (.r‘𝐹)((Base‘𝑊) × {𝑘})))⟩})))
14		ldualsca.r	. 2 ⊢ 𝑅 = (Scalar‘𝐷)
15		fvex 6239	. . . 4 ⊢ (oppr‘𝐹) ∈ V
16	9, 15	eqeltri 2726	. . 3 ⊢ 𝑂 ∈ V
17		eqid 2651	. . . 4 ⊢ ({⟨(Base‘ndx), (LFnl‘𝑊)⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘𝑓 (+g‘𝐹) ↾ ((LFnl‘𝑊) × (LFnl‘𝑊)))⟩, ⟨(Scalar‘ndx), 𝑂⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑘 ∈ (Base‘𝐹), 𝑓 ∈ (LFnl‘𝑊) ↦ (𝑓 ∘𝑓 (.r‘𝐹)((Base‘𝑊) × {𝑘})))⟩}) = ({⟨(Base‘ndx), (LFnl‘𝑊)⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘𝑓 (+g‘𝐹) ↾ ((LFnl‘𝑊) × (LFnl‘𝑊)))⟩, ⟨(Scalar‘ndx), 𝑂⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑘 ∈ (Base‘𝐹), 𝑓 ∈ (LFnl‘𝑊) ↦ (𝑓 ∘𝑓 (.r‘𝐹)((Base‘𝑊) × {𝑘})))⟩})
18	17	lmodsca 16067	. . 3 ⊢ (𝑂 ∈ V → 𝑂 = (Scalar‘({⟨(Base‘ndx), (LFnl‘𝑊)⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘𝑓 (+g‘𝐹) ↾ ((LFnl‘𝑊) × (LFnl‘𝑊)))⟩, ⟨(Scalar‘ndx), 𝑂⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑘 ∈ (Base‘𝐹), 𝑓 ∈ (LFnl‘𝑊) ↦ (𝑓 ∘𝑓 (.r‘𝐹)((Base‘𝑊) × {𝑘})))⟩})))
19	16, 18	ax-mp 5	. 2 ⊢ 𝑂 = (Scalar‘({⟨(Base‘ndx), (LFnl‘𝑊)⟩, ⟨(+g‘ndx), ( ∘𝑓 (+g‘𝐹) ↾ ((LFnl‘𝑊) × (LFnl‘𝑊)))⟩, ⟨(Scalar‘ndx), 𝑂⟩} ∪ {⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑘 ∈ (Base‘𝐹), 𝑓 ∈ (LFnl‘𝑊) ↦ (𝑓 ∘𝑓 (.r‘𝐹)((Base‘𝑊) × {𝑘})))⟩}))
20	13, 14, 19	3eqtr4g 2710	1 ⊢ (𝜑 → 𝑅 = 𝑂)

Syntax hints:   → wi 4   = wceq 1523   ∈ wcel 2030  Vcvv 3231   ∪ cun 3605  {csn 4210  {ctp 4214  ⟨cop 4216   × cxp 5141   ↾ cres 5145  ‘cfv 5926  (class class class)co 6690   ↦ cmpt2 6692   ∘_𝑓 cof 6937  ndxcnx 15901  Basecbs 15904  +_gcplusg 15988  ._rcmulr 15989  Scalarcsca 15991   ·_𝑠 cvsca 15992  opp_rcoppr 18668  LFnlclfn 34662  LDualcld 34728

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1762  ax-4 1777  ax-5 1879  ax-6 1945  ax-7 1981  ax-8 2032  ax-9 2039  ax-10 2059  ax-11 2074  ax-12 2087  ax-13 2282  ax-ext 2631  ax-sep 4814  ax-nul 4822  ax-pow 4873  ax-pr 4936  ax-un 6991  ax-cnex 10030  ax-resscn 10031  ax-1cn 10032  ax-icn 10033  ax-addcl 10034  ax-addrcl 10035  ax-mulcl 10036  ax-mulrcl 10037  ax-mulcom 10038  ax-addass 10039  ax-mulass 10040  ax-distr 10041  ax-i2m1 10042  ax-1ne0 10043  ax-1rid 10044  ax-rnegex 10045  ax-rrecex 10046  ax-cnre 10047  ax-pre-lttri 10048  ax-pre-lttrn 10049  ax-pre-ltadd 10050  ax-pre-mulgt0 10051

This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 384  df-an 385  df-3or 1055  df-3an 1056  df-tru 1526  df-ex 1745  df-nf 1750  df-sb 1938  df-eu 2502  df-mo 2503  df-clab 2638  df-cleq 2644  df-clel 2647  df-nfc 2782  df-ne 2824  df-nel 2927  df-ral 2946  df-rex 2947  df-reu 2948  df-rab 2950  df-v 3233  df-sbc 3469  df-csb 3567  df-dif 3610  df-un 3612  df-in 3614  df-ss 3621  df-pss 3623  df-nul 3949  df-if 4120  df-pw 4193  df-sn 4211  df-pr 4213  df-tp 4215  df-op 4217  df-uni 4469  df-int 4508  df-iun 4554  df-br 4686  df-opab 4746  df-mpt 4763  df-tr 4786  df-id 5053  df-eprel 5058  df-po 5064  df-so 5065  df-fr 5102  df-we 5104  df-xp 5149  df-rel 5150  df-cnv 5151  df-co 5152  df-dm 5153  df-rn 5154  df-res 5155  df-ima 5156  df-pred 5718  df-ord 5764  df-on 5765  df-lim 5766  df-suc 5767  df-iota 5889  df-fun 5928  df-fn 5929  df-f 5930  df-f1 5931  df-fo 5932  df-f1o 5933  df-fv 5934  df-riota 6651  df-ov 6693  df-oprab 6694  df-mpt2 6695  df-of 6939  df-om 7108  df-1st 7210  df-2nd 7211  df-wrecs 7452  df-recs 7513  df-rdg 7551  df-1o 7605  df-oadd 7609  df-er 7787  df-en 7998  df-dom 7999  df-sdom 8000  df-fin 8001  df-pnf 10114  df-mnf 10115  df-xr 10116  df-ltxr 10117  df-le 10118  df-sub 10306  df-neg 10307  df-nn 11059  df-2 11117  df-3 11118  df-4 11119  df-5 11120  df-6 11121  df-n0 11331  df-z 11416  df-uz 11726  df-fz 12365  df-struct 15906  df-ndx 15907  df-slot 15908  df-base 15910  df-plusg 16001  df-sca 16004  df-vsca 16005  df-ldual 34729

This theorem is referenced by:  ldualsbase  34738  ldualsaddN  34739  ldualsmul  34740  ldual0  34752  ldual1  34753  ldualneg  34754  lduallmodlem  34757  lduallvec  34759  ldualvsub  34760  lcdsca  37205