Theorem uvcff 20937

Description: Domain and range of the unit vector generator; ring condition required to be sure 1 and 0 are actually in the ring. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Feb-2015.) (Proof shortened by AV, 21-Jul-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
uvcff.u	⊢ 𝑈 = (𝑅 unitVec 𝐼)
uvcff.y	⊢ 𝑌 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
uvcff.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑌)

Assertion

Ref	Expression
uvcff	⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑈:𝐼⟶𝐵)

Proof of Theorem uvcff

Dummy variables 𝑖 𝑗 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		uvcff.u	. . 3 ⊢ 𝑈 = (𝑅 unitVec 𝐼)
2		eqid 2823	. . 3 ⊢ (1r‘𝑅) = (1r‘𝑅)
3		eqid 2823	. . 3 ⊢ (0g‘𝑅) = (0g‘𝑅)
4	1, 2, 3	uvcfval 20930	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑈 = (𝑖 ∈ 𝐼 ↦ (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))))
5		eqid 2823	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
6	5, 2	ringidcl 19320	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (1r‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
7	5, 3	ring0cl 19321	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → (0g‘𝑅) ∈ (Base‘𝑅))
8	6, 7	ifcld 4514	. . . . . 6 ⊢ (𝑅 ∈ Ring → if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
9	8	ad3antrrr 728	. . . . 5 ⊢ ((((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) ∧ 𝑗 ∈ 𝐼) → if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) ∈ (Base‘𝑅))
10	9	fmpttd 6881	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))):𝐼⟶(Base‘𝑅))
11		fvex 6685	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑅) ∈ V
12		elmapg 8421	. . . . . 6 ⊢ (((Base‘𝑅) ∈ V ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ ((Base‘𝑅) ↑m 𝐼) ↔ (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))):𝐼⟶(Base‘𝑅)))
13	11, 12	mpan 688	. . . . 5 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ ((Base‘𝑅) ↑m 𝐼) ↔ (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))):𝐼⟶(Base‘𝑅)))
14	13	ad2antlr 725	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ ((Base‘𝑅) ↑m 𝐼) ↔ (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))):𝐼⟶(Base‘𝑅)))
15	10, 14	mpbird 259	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ ((Base‘𝑅) ↑m 𝐼))
16		mptexg 6986	. . . . 5 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ V)
17	16	ad2antlr 725	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ V)
18		funmpt 6395	. . . . 5 ⊢ Fun (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)))
19	18	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → Fun (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))))
20		fvex 6685	. . . . 5 ⊢ (0g‘𝑅) ∈ V
21	20	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (0g‘𝑅) ∈ V)
22		snfi 8596	. . . . 5 ⊢ {𝑖} ∈ Fin
23	22	a1i 11	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → {𝑖} ∈ Fin)
24		eldifsni 4724	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑗 ∈ (𝐼 ∖ {𝑖}) → 𝑗 ≠ 𝑖)
25	24	adantl 484	. . . . . . 7 ⊢ ((((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) ∧ 𝑗 ∈ (𝐼 ∖ {𝑖})) → 𝑗 ≠ 𝑖)
26	25	neneqd 3023	. . . . . 6 ⊢ ((((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) ∧ 𝑗 ∈ (𝐼 ∖ {𝑖})) → ¬ 𝑗 = 𝑖)
27	26	iffalsed 4480	. . . . 5 ⊢ ((((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) ∧ 𝑗 ∈ (𝐼 ∖ {𝑖})) → if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅)) = (0g‘𝑅))
28		simplr 767	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑊)
29	27, 28	suppss2 7866	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) supp (0g‘𝑅)) ⊆ {𝑖})
30		suppssfifsupp 8850	. . . 4 ⊢ ((((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ V ∧ Fun (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∧ (0g‘𝑅) ∈ V) ∧ ({𝑖} ∈ Fin ∧ ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) supp (0g‘𝑅)) ⊆ {𝑖})) → (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) finSupp (0g‘𝑅))
31	17, 19, 21, 23, 29, 30	syl32anc 1374	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) finSupp (0g‘𝑅))
32		uvcff.y	. . . . 5 ⊢ 𝑌 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
33		uvcff.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑌)
34	32, 5, 3, 33	frlmelbas 20902	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ 𝐵 ↔ ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ ((Base‘𝑅) ↑m 𝐼) ∧ (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) finSupp (0g‘𝑅))))
35	34	adantr 483	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ 𝐵 ↔ ((𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ ((Base‘𝑅) ↑m 𝐼) ∧ (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) finSupp (0g‘𝑅))))
36	15, 31, 35	mpbir2and 711	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (𝑗 ∈ 𝐼 ↦ if(𝑗 = 𝑖, (1r‘𝑅), (0g‘𝑅))) ∈ 𝐵)
37	4, 36	fmpt3d 6882	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑈:𝐼⟶𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 208   ∧ wa 398   = wceq 1537   ∈ wcel 2114   ≠ wne 3018  Vcvv 3496   ∖ cdif 3935   ⊆ wss 3938  ifcif 4469  {csn 4569   class class class wbr 5068   ↦ cmpt 5148  Fun wfun 6351  ⟶wf 6353  ‘cfv 6357  (class class class)co 7158   supp csupp 7832   ↑_m cmap 8408  Fincfn 8511   finSupp cfsupp 8835  Basecbs 16485  0_gc0g 16715  1_rcur 19253  Ringcrg 19299   freeLMod cfrlm 20892   unitVec cuvc 20928

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 2795  ax-rep 5192  ax-sep 5205  ax-nul 5212  ax-pow 5268  ax-pr 5332  ax-un 7463  ax-cnex 10595  ax-resscn 10596  ax-1cn 10597  ax-icn 10598  ax-addcl 10599  ax-addrcl 10600  ax-mulcl 10601  ax-mulrcl 10602  ax-mulcom 10603  ax-addass 10604  ax-mulass 10605  ax-distr 10606  ax-i2m1 10607  ax-1ne0 10608  ax-1rid 10609  ax-rnegex 10610  ax-rrecex 10611  ax-cnre 10612  ax-pre-lttri 10613  ax-pre-lttrn 10614  ax-pre-ltadd 10615  ax-pre-mulgt0 10616

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 2802  df-cleq 2816  df-clel 2895  df-nfc 2965  df-ne 3019  df-nel 3126  df-ral 3145  df-rex 3146  df-reu 3147  df-rmo 3148  df-rab 3149  df-v 3498  df-sbc 3775  df-csb 3886  df-dif 3941  df-un 3943  df-in 3945  df-ss 3954  df-pss 3956  df-nul 4294  df-if 4470  df-pw 4543  df-sn 4570  df-pr 4572  df-tp 4574  df-op 4576  df-uni 4841  df-int 4879  df-iun 4923  df-br 5069  df-opab 5131  df-mpt 5149  df-tr 5175  df-id 5462  df-eprel 5467  df-po 5476  df-so 5477  df-fr 5516  df-we 5518  df-xp 5563  df-rel 5564  df-cnv 5565  df-co 5566  df-dm 5567  df-rn 5568  df-res 5569  df-ima 5570  df-pred 6150  df-ord 6196  df-on 6197  df-lim 6198  df-suc 6199  df-iota 6316  df-fun 6359  df-fn 6360  df-f 6361  df-f1 6362  df-fo 6363  df-f1o 6364  df-fv 6365  df-riota 7116  df-ov 7161  df-oprab 7162  df-mpo 7163  df-om 7583  df-1st 7691  df-2nd 7692  df-supp 7833  df-wrecs 7949  df-recs 8010  df-rdg 8048  df-1o 8104  df-oadd 8108  df-er 8291  df-map 8410  df-ixp 8464  df-en 8512  df-dom 8513  df-sdom 8514  df-fin 8515  df-fsupp 8836  df-sup 8908  df-pnf 10679  df-mnf 10680  df-xr 10681  df-ltxr 10682  df-le 10683  df-sub 10874  df-neg 10875  df-nn 11641  df-2 11703  df-3 11704  df-4 11705  df-5 11706  df-6 11707  df-7 11708  df-8 11709  df-9 11710  df-n0 11901  df-z 11985  df-dec 12102  df-uz 12247  df-fz 12896  df-struct 16487  df-ndx 16488  df-slot 16489  df-base 16491  df-sets 16492  df-ress 16493  df-plusg 16580  df-mulr 16581  df-sca 16583  df-vsca 16584  df-ip 16585  df-tset 16586  df-ple 16587  df-ds 16589  df-hom 16591  df-cco 16592  df-0g 16717  df-prds 16723  df-pws 16725  df-mgm 17854  df-sgrp 17903  df-mnd 17914  df-grp 18108  df-mgp 19242  df-ur 19254  df-ring 19301  df-sra 19946  df-rgmod 19947  df-dsmm 20878  df-frlm 20893  df-uvc 20929

This theorem is referenced by:  uvcf1  20938  uvcresum  20939  frlmssuvc1  20940  frlmssuvc2  20941  frlmsslsp  20942  frlmlbs  20943  frlmup2  20945  frlmup3  20946  frlmup4  20947  lindsdom  34888  matunitlindflem2  34891  uvccl  39157  aacllem  44909