MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pwssplit3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pwssplit3 19042
Description: Splitting for structure powers, part 3: restriction is a module homomorphism. (Contributed by Stefan O'Rear, 24-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
pwssplit1.y 𝑌 = (𝑊s 𝑈)
pwssplit1.z 𝑍 = (𝑊s 𝑉)
pwssplit1.b 𝐵 = (Base‘𝑌)
pwssplit1.c 𝐶 = (Base‘𝑍)
pwssplit1.f 𝐹 = (𝑥𝐵 ↦ (𝑥𝑉))
Assertion
Ref Expression
pwssplit3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹 ∈ (𝑌 LMHom 𝑍))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑌   𝑥,𝑊   𝑥,𝑈   𝑥,𝑍   𝑥,𝑉   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶   𝑥,𝑋
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem pwssplit3
Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pwssplit1.b . 2 𝐵 = (Base‘𝑌)
2 eqid 2620 . 2 ( ·𝑠𝑌) = ( ·𝑠𝑌)
3 eqid 2620 . 2 ( ·𝑠𝑍) = ( ·𝑠𝑍)
4 eqid 2620 . 2 (Scalar‘𝑌) = (Scalar‘𝑌)
5 eqid 2620 . 2 (Scalar‘𝑍) = (Scalar‘𝑍)
6 eqid 2620 . 2 (Base‘(Scalar‘𝑌)) = (Base‘(Scalar‘𝑌))
7 simp1 1059 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑊 ∈ LMod)
8 simp2 1060 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑈𝑋)
9 pwssplit1.y . . . 4 𝑌 = (𝑊s 𝑈)
109pwslmod 18951 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋) → 𝑌 ∈ LMod)
117, 8, 10syl2anc 692 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑌 ∈ LMod)
12 simp3 1061 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑉𝑈)
138, 12ssexd 4796 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑉 ∈ V)
14 pwssplit1.z . . . 4 𝑍 = (𝑊s 𝑉)
1514pwslmod 18951 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ V) → 𝑍 ∈ LMod)
167, 13, 15syl2anc 692 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑍 ∈ LMod)
17 eqid 2620 . . . . 5 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
1814, 17pwssca 16137 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ V) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑍))
197, 13, 18syl2anc 692 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑍))
209, 17pwssca 16137 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑌))
217, 8, 20syl2anc 692 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑌))
2219, 21eqtr3d 2656 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (Scalar‘𝑍) = (Scalar‘𝑌))
23 lmodgrp 18851 . . 3 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
24 pwssplit1.c . . . 4 𝐶 = (Base‘𝑍)
25 pwssplit1.f . . . 4 𝐹 = (𝑥𝐵 ↦ (𝑥𝑉))
269, 14, 1, 24, 25pwssplit2 19041 . . 3 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹 ∈ (𝑌 GrpHom 𝑍))
2723, 26syl3an1 1357 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹 ∈ (𝑌 GrpHom 𝑍))
28 snex 4899 . . . . . . . 8 {𝑎} ∈ V
29 xpexg 6945 . . . . . . . 8 ((𝑈𝑋 ∧ {𝑎} ∈ V) → (𝑈 × {𝑎}) ∈ V)
308, 28, 29sylancl 693 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (𝑈 × {𝑎}) ∈ V)
31 vex 3198 . . . . . . 7 𝑏 ∈ V
32 offres 7148 . . . . . . 7 (((𝑈 × {𝑎}) ∈ V ∧ 𝑏 ∈ V) → (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉) = (((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
3330, 31, 32sylancl 693 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉) = (((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
3433adantr 481 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉) = (((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
35 xpssres 5422 . . . . . . . 8 (𝑉𝑈 → ((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) = (𝑉 × {𝑎}))
36353ad2ant3 1082 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → ((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) = (𝑉 × {𝑎}))
3736adantr 481 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → ((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) = (𝑉 × {𝑎}))
3837oveq1d 6650 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
3934, 38eqtrd 2654 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
40 eqid 2620 . . . . . 6 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
41 eqid 2620 . . . . . 6 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
42 simpl1 1062 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑊 ∈ LMod)
43 simpl2 1063 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑈𝑋)
4421fveq2d 6182 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑌)))
4544eleq2d 2685 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ↔ 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌))))
4645biimpar 502 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌))) → 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
4746adantrr 752 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
48 simprr 795 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑏𝐵)
499, 1, 40, 2, 17, 41, 42, 43, 47, 48pwsvscafval 16135 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) = ((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏))
5049reseq1d 5384 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ↾ 𝑉) = (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉))
5125fvtresfn 6271 . . . . . 6 (𝑏𝐵 → (𝐹𝑏) = (𝑏𝑉))
5251ad2antll 764 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝐹𝑏) = (𝑏𝑉))
5352oveq2d 6651 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝐹𝑏)) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
5439, 50, 533eqtr4d 2664 . . 3 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ↾ 𝑉) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝐹𝑏)))
551, 4, 2, 6lmodvscl 18861 . . . . . 6 ((𝑌 ∈ LMod ∧ 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵) → (𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ∈ 𝐵)
56553expb 1264 . . . . 5 ((𝑌 ∈ LMod ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ∈ 𝐵)
5711, 56sylan 488 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ∈ 𝐵)
5825fvtresfn 6271 . . . 4 ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ∈ 𝐵 → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏)) = ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ↾ 𝑉))
5957, 58syl 17 . . 3 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏)) = ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ↾ 𝑉))
6013adantr 481 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑉 ∈ V)
619, 14, 1, 24, 25pwssplit0 19039 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹:𝐵𝐶)
6261ffvelrnda 6345 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ 𝑏𝐵) → (𝐹𝑏) ∈ 𝐶)
6362adantrl 751 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝐹𝑏) ∈ 𝐶)
6414, 24, 40, 3, 17, 41, 42, 60, 47, 63pwsvscafval 16135 . . 3 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝑎( ·𝑠𝑍)(𝐹𝑏)) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝐹𝑏)))
6554, 59, 643eqtr4d 2664 . 2 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏)) = (𝑎( ·𝑠𝑍)(𝐹𝑏)))
661, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 16, 22, 27, 65islmhmd 19020 1 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹 ∈ (𝑌 LMHom 𝑍))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384  w3a 1036   = wceq 1481  wcel 1988  Vcvv 3195  wss 3567  {csn 4168  cmpt 4720   × cxp 5102  cres 5106  cfv 5876  (class class class)co 6635  𝑓 cof 6880  Basecbs 15838  Scalarcsca 15925   ·𝑠 cvsca 15926  s cpws 16088  Grpcgrp 17403   GrpHom cghm 17638  LModclmod 18844   LMHom clmhm 19000
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1720  ax-4 1735  ax-5 1837  ax-6 1886  ax-7 1933  ax-8 1990  ax-9 1997  ax-10 2017  ax-11 2032  ax-12 2045  ax-13 2244  ax-ext 2600  ax-rep 4762  ax-sep 4772  ax-nul 4780  ax-pow 4834  ax-pr 4897  ax-un 6934  ax-cnex 9977  ax-resscn 9978  ax-1cn 9979  ax-icn 9980  ax-addcl 9981  ax-addrcl 9982  ax-mulcl 9983  ax-mulrcl 9984  ax-mulcom 9985  ax-addass 9986  ax-mulass 9987  ax-distr 9988  ax-i2m1 9989  ax-1ne0 9990  ax-1rid 9991  ax-rnegex 9992  ax-rrecex 9993  ax-cnre 9994  ax-pre-lttri 9995  ax-pre-lttrn 9996  ax-pre-ltadd 9997  ax-pre-mulgt0 9998
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1484  df-ex 1703  df-nf 1708  df-sb 1879  df-eu 2472  df-mo 2473  df-clab 2607  df-cleq 2613  df-clel 2616  df-nfc 2751  df-ne 2792  df-nel 2895  df-ral 2914  df-rex 2915  df-reu 2916  df-rmo 2917  df-rab 2918  df-v 3197  df-sbc 3430  df-csb 3527  df-dif 3570  df-un 3572  df-in 3574  df-ss 3581  df-pss 3583  df-nul 3908  df-if 4078  df-pw 4151  df-sn 4169  df-pr 4171  df-tp 4173  df-op 4175  df-uni 4428  df-int 4467  df-iun 4513  df-br 4645  df-opab 4704  df-mpt 4721  df-tr 4744  df-id 5014  df-eprel 5019  df-po 5025  df-so 5026  df-fr 5063  df-we 5065  df-xp 5110  df-rel 5111  df-cnv 5112  df-co 5113  df-dm 5114  df-rn 5115  df-res 5116  df-ima 5117  df-pred 5668  df-ord 5714  df-on 5715  df-lim 5716  df-suc 5717  df-iota 5839  df-fun 5878  df-fn 5879  df-f 5880  df-f1 5881  df-fo 5882  df-f1o 5883  df-fv 5884  df-riota 6596  df-ov 6638  df-oprab 6639  df-mpt2 6640  df-of 6882  df-om 7051  df-1st 7153  df-2nd 7154  df-wrecs 7392  df-recs 7453  df-rdg 7491  df-1o 7545  df-oadd 7549  df-er 7727  df-map 7844  df-ixp 7894  df-en 7941  df-dom 7942  df-sdom 7943  df-fin 7944  df-sup 8333  df-pnf 10061  df-mnf 10062  df-xr 10063  df-ltxr 10064  df-le 10065  df-sub 10253  df-neg 10254  df-nn 11006  df-2 11064  df-3 11065  df-4 11066  df-5 11067  df-6 11068  df-7 11069  df-8 11070  df-9 11071  df-n0 11278  df-z 11363  df-dec 11479  df-uz 11673  df-fz 12312  df-struct 15840  df-ndx 15841  df-slot 15842  df-base 15844  df-sets 15845  df-plusg 15935  df-mulr 15936  df-sca 15938  df-vsca 15939  df-ip 15940  df-tset 15941  df-ple 15942  df-ds 15945  df-hom 15947  df-cco 15948  df-0g 16083  df-prds 16089  df-pws 16091  df-mgm 17223  df-sgrp 17265  df-mnd 17276  df-grp 17406  df-minusg 17407  df-ghm 17639  df-mgp 18471  df-ur 18483  df-ring 18530  df-lmod 18846  df-lmhm 19003
This theorem is referenced by:  frlmsplit2  20093  pwssplit4  37478  pwslnmlem2  37482
  Copyright terms: Public domain W3C validator