Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  zlmodzxzldeplem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem zlmodzxzldeplem3 41576
Description: Lemma 3 for zlmodzxzldep 41578. (Contributed by AV, 24-May-2019.) (Revised by AV, 10-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
zlmodzxzldep.z 𝑍 = (ℤring freeLMod {0, 1})
zlmodzxzldep.a 𝐴 = {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩}
zlmodzxzldep.b 𝐵 = {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩}
zlmodzxzldeplem.f 𝐹 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}
Assertion
Ref Expression
zlmodzxzldeplem3 (𝐹( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g𝑍)

Proof of Theorem zlmodzxzldeplem3
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 zlmodzxzldep.z . . . 4 𝑍 = (ℤring freeLMod {0, 1})
2 ovex 6632 . . . 4 (ℤring freeLMod {0, 1}) ∈ V
31, 2eqeltri 2694 . . 3 𝑍 ∈ V
4 zlmodzxzldep.a . . . . 5 𝐴 = {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩}
5 zlmodzxzldep.b . . . . 5 𝐵 = {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩}
6 zlmodzxzldeplem.f . . . . 5 𝐹 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}
71, 4, 5, 6zlmodzxzldeplem1 41574 . . . 4 𝐹 ∈ (ℤ ↑𝑚 {𝐴, 𝐵})
81zlmodzxzlmod 41417 . . . . . . . 8 (𝑍 ∈ LMod ∧ ℤring = (Scalar‘𝑍))
9 simpr 477 . . . . . . . . 9 ((𝑍 ∈ LMod ∧ ℤring = (Scalar‘𝑍)) → ℤring = (Scalar‘𝑍))
109eqcomd 2627 . . . . . . . 8 ((𝑍 ∈ LMod ∧ ℤring = (Scalar‘𝑍)) → (Scalar‘𝑍) = ℤring)
118, 10ax-mp 5 . . . . . . 7 (Scalar‘𝑍) = ℤring
1211fveq2i 6151 . . . . . 6 (Base‘(Scalar‘𝑍)) = (Base‘ℤring)
13 zringbas 19743 . . . . . . 7 ℤ = (Base‘ℤring)
1413eqcomi 2630 . . . . . 6 (Base‘ℤring) = ℤ
1512, 14eqtri 2643 . . . . 5 (Base‘(Scalar‘𝑍)) = ℤ
1615oveq1i 6614 . . . 4 ((Base‘(Scalar‘𝑍)) ↑𝑚 {𝐴, 𝐵}) = (ℤ ↑𝑚 {𝐴, 𝐵})
177, 16eleqtrri 2697 . . 3 𝐹 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑍)) ↑𝑚 {𝐴, 𝐵})
18 3z 11354 . . . . . 6 3 ∈ ℤ
19 6nn 11133 . . . . . . 7 6 ∈ ℕ
2019nnzi 11345 . . . . . 6 6 ∈ ℤ
211zlmodzxzel 41418 . . . . . 6 ((3 ∈ ℤ ∧ 6 ∈ ℤ) → {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩} ∈ (Base‘𝑍))
2218, 20, 21mp2an 707 . . . . 5 {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩} ∈ (Base‘𝑍)
23 2z 11353 . . . . . 6 2 ∈ ℤ
24 4z 11355 . . . . . 6 4 ∈ ℤ
251zlmodzxzel 41418 . . . . . 6 ((2 ∈ ℤ ∧ 4 ∈ ℤ) → {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩} ∈ (Base‘𝑍))
2623, 24, 25mp2an 707 . . . . 5 {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩} ∈ (Base‘𝑍)
274eleq1i 2689 . . . . . 6 (𝐴 ∈ (Base‘𝑍) ↔ {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩} ∈ (Base‘𝑍))
285eleq1i 2689 . . . . . 6 (𝐵 ∈ (Base‘𝑍) ↔ {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩} ∈ (Base‘𝑍))
2927, 28anbi12i 732 . . . . 5 ((𝐴 ∈ (Base‘𝑍) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝑍)) ↔ ({⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩} ∈ (Base‘𝑍) ∧ {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩} ∈ (Base‘𝑍)))
3022, 26, 29mpbir2an 954 . . . 4 (𝐴 ∈ (Base‘𝑍) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝑍))
31 prelpwi 4876 . . . 4 ((𝐴 ∈ (Base‘𝑍) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝑍)) → {𝐴, 𝐵} ∈ 𝒫 (Base‘𝑍))
3230, 31ax-mp 5 . . 3 {𝐴, 𝐵} ∈ 𝒫 (Base‘𝑍)
33 lincval 41483 . . 3 ((𝑍 ∈ V ∧ 𝐹 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑍)) ↑𝑚 {𝐴, 𝐵}) ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝒫 (Base‘𝑍)) → (𝐹( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (𝑍 Σg (𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵} ↦ ((𝐹𝑥)( ·𝑠𝑍)𝑥))))
343, 17, 32, 33mp3an 1421 . 2 (𝐹( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (𝑍 Σg (𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵} ↦ ((𝐹𝑥)( ·𝑠𝑍)𝑥)))
35 lmodcmn 18832 . . . . 5 (𝑍 ∈ LMod → 𝑍 ∈ CMnd)
3635adantr 481 . . . 4 ((𝑍 ∈ LMod ∧ ℤring = (Scalar‘𝑍)) → 𝑍 ∈ CMnd)
378, 36ax-mp 5 . . 3 𝑍 ∈ CMnd
38 prex 4870 . . . . 5 {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩} ∈ V
394, 38eqeltri 2694 . . . 4 𝐴 ∈ V
40 prex 4870 . . . . 5 {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩} ∈ V
415, 40eqeltri 2694 . . . 4 𝐵 ∈ V
421, 4, 5zlmodzxzldeplem 41572 . . . 4 𝐴𝐵
4339, 41, 423pm3.2i 1237 . . 3 (𝐴 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V ∧ 𝐴𝐵)
448simpli 474 . . . . 5 𝑍 ∈ LMod
45 elmapi 7823 . . . . . . 7 (𝐹 ∈ (ℤ ↑𝑚 {𝐴, 𝐵}) → 𝐹:{𝐴, 𝐵}⟶ℤ)
4639prid1 4267 . . . . . . . 8 𝐴 ∈ {𝐴, 𝐵}
47 ffvelrn 6313 . . . . . . . 8 ((𝐹:{𝐴, 𝐵}⟶ℤ ∧ 𝐴 ∈ {𝐴, 𝐵}) → (𝐹𝐴) ∈ ℤ)
4846, 47mpan2 706 . . . . . . 7 (𝐹:{𝐴, 𝐵}⟶ℤ → (𝐹𝐴) ∈ ℤ)
497, 45, 48mp2b 10 . . . . . 6 (𝐹𝐴) ∈ ℤ
508, 9ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ring = (Scalar‘𝑍)
5150eqcomi 2630 . . . . . . . 8 (Scalar‘𝑍) = ℤring
5251fveq2i 6151 . . . . . . 7 (Base‘(Scalar‘𝑍)) = (Base‘ℤring)
5352, 14eqtri 2643 . . . . . 6 (Base‘(Scalar‘𝑍)) = ℤ
5449, 53eleqtrri 2697 . . . . 5 (𝐹𝐴) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑍))
554, 22eqeltri 2694 . . . . 5 𝐴 ∈ (Base‘𝑍)
56 eqid 2621 . . . . . 6 (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
57 eqid 2621 . . . . . 6 (Scalar‘𝑍) = (Scalar‘𝑍)
58 eqid 2621 . . . . . 6 ( ·𝑠𝑍) = ( ·𝑠𝑍)
59 eqid 2621 . . . . . 6 (Base‘(Scalar‘𝑍)) = (Base‘(Scalar‘𝑍))
6056, 57, 58, 59lmodvscl 18801 . . . . 5 ((𝑍 ∈ LMod ∧ (𝐹𝐴) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑍)) ∧ 𝐴 ∈ (Base‘𝑍)) → ((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴) ∈ (Base‘𝑍))
6144, 54, 55, 60mp3an 1421 . . . 4 ((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴) ∈ (Base‘𝑍)
6241prid2 4268 . . . . . . . 8 𝐵 ∈ {𝐴, 𝐵}
63 ffvelrn 6313 . . . . . . . 8 ((𝐹:{𝐴, 𝐵}⟶ℤ ∧ 𝐵 ∈ {𝐴, 𝐵}) → (𝐹𝐵) ∈ ℤ)
6462, 63mpan2 706 . . . . . . 7 (𝐹:{𝐴, 𝐵}⟶ℤ → (𝐹𝐵) ∈ ℤ)
657, 45, 64mp2b 10 . . . . . 6 (𝐹𝐵) ∈ ℤ
6665, 53eleqtrri 2697 . . . . 5 (𝐹𝐵) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑍))
675, 26eqeltri 2694 . . . . 5 𝐵 ∈ (Base‘𝑍)
6856, 57, 58, 59lmodvscl 18801 . . . . 5 ((𝑍 ∈ LMod ∧ (𝐹𝐵) ∈ (Base‘(Scalar‘𝑍)) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝑍)) → ((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵) ∈ (Base‘𝑍))
6944, 66, 67, 68mp3an 1421 . . . 4 ((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵) ∈ (Base‘𝑍)
7061, 69pm3.2i 471 . . 3 (((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴) ∈ (Base‘𝑍) ∧ ((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵) ∈ (Base‘𝑍))
71 eqid 2621 . . . 4 (+g𝑍) = (+g𝑍)
72 fveq2 6148 . . . . 5 (𝑥 = 𝐴 → (𝐹𝑥) = (𝐹𝐴))
73 id 22 . . . . 5 (𝑥 = 𝐴𝑥 = 𝐴)
7472, 73oveq12d 6622 . . . 4 (𝑥 = 𝐴 → ((𝐹𝑥)( ·𝑠𝑍)𝑥) = ((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴))
75 fveq2 6148 . . . . 5 (𝑥 = 𝐵 → (𝐹𝑥) = (𝐹𝐵))
76 id 22 . . . . 5 (𝑥 = 𝐵𝑥 = 𝐵)
7775, 76oveq12d 6622 . . . 4 (𝑥 = 𝐵 → ((𝐹𝑥)( ·𝑠𝑍)𝑥) = ((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵))
7856, 71, 74, 77gsumpr 41424 . . 3 ((𝑍 ∈ CMnd ∧ (𝐴 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ V ∧ 𝐴𝐵) ∧ (((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴) ∈ (Base‘𝑍) ∧ ((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵) ∈ (Base‘𝑍))) → (𝑍 Σg (𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵} ↦ ((𝐹𝑥)( ·𝑠𝑍)𝑥))) = (((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴)(+g𝑍)((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵)))
7937, 43, 70, 78mp3an 1421 . 2 (𝑍 Σg (𝑥 ∈ {𝐴, 𝐵} ↦ ((𝐹𝑥)( ·𝑠𝑍)𝑥))) = (((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴)(+g𝑍)((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵))
806fveq1i 6149 . . . . . 6 (𝐹𝐴) = ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝐴)
81 2ex 11036 . . . . . . . 8 2 ∈ V
8239, 81fvpr1 6410 . . . . . . 7 (𝐴𝐵 → ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝐴) = 2)
8342, 82ax-mp 5 . . . . . 6 ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝐴) = 2
8480, 83eqtri 2643 . . . . 5 (𝐹𝐴) = 2
8584oveq1i 6614 . . . 4 ((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴) = (2( ·𝑠𝑍)𝐴)
866fveq1i 6149 . . . . . 6 (𝐹𝐵) = ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝐵)
87 negex 10223 . . . . . . . 8 -3 ∈ V
8841, 87fvpr2 6411 . . . . . . 7 (𝐴𝐵 → ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝐵) = -3)
8942, 88ax-mp 5 . . . . . 6 ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝐵) = -3
9086, 89eqtri 2643 . . . . 5 (𝐹𝐵) = -3
9190oveq1i 6614 . . . 4 ((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵) = (-3( ·𝑠𝑍)𝐵)
9285, 91oveq12i 6616 . . 3 (((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴)(+g𝑍)((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵)) = ((2( ·𝑠𝑍)𝐴)(+g𝑍)(-3( ·𝑠𝑍)𝐵))
93 eqid 2621 . . . . . 6 {⟨0, 0⟩, ⟨1, 0⟩} = {⟨0, 0⟩, ⟨1, 0⟩}
941, 93zlmodzxz0 41419 . . . . 5 {⟨0, 0⟩, ⟨1, 0⟩} = (0g𝑍)
9594eqcomi 2630 . . . 4 (0g𝑍) = {⟨0, 0⟩, ⟨1, 0⟩}
961, 4, 5, 95, 71, 58zlmodzxzequap 41573 . . 3 ((2( ·𝑠𝑍)𝐴)(+g𝑍)(-3( ·𝑠𝑍)𝐵)) = (0g𝑍)
9792, 96eqtri 2643 . 2 (((𝐹𝐴)( ·𝑠𝑍)𝐴)(+g𝑍)((𝐹𝐵)( ·𝑠𝑍)𝐵)) = (0g𝑍)
9834, 79, 973eqtri 2647 1 (𝐹( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g𝑍)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wa 384  w3a 1036   = wceq 1480  wcel 1987  wne 2790  Vcvv 3186  𝒫 cpw 4130  {cpr 4150  cop 4154  cmpt 4673  wf 5843  cfv 5847  (class class class)co 6604  𝑚 cmap 7802  0cc0 9880  1c1 9881  -cneg 10211  2c2 11014  3c3 11015  4c4 11016  6c6 11018  cz 11321  Basecbs 15781  +gcplusg 15862  Scalarcsca 15865   ·𝑠 cvsca 15866  0gc0g 16021   Σg cgsu 16022  CMndccmn 18114  LModclmod 18784  ringzring 19737   freeLMod cfrlm 20009   linC clinc 41478
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1719  ax-4 1734  ax-5 1836  ax-6 1885  ax-7 1932  ax-8 1989  ax-9 1996  ax-10 2016  ax-11 2031  ax-12 2044  ax-13 2245  ax-ext 2601  ax-rep 4731  ax-sep 4741  ax-nul 4749  ax-pow 4803  ax-pr 4867  ax-un 6902  ax-inf2 8482  ax-cnex 9936  ax-resscn 9937  ax-1cn 9938  ax-icn 9939  ax-addcl 9940  ax-addrcl 9941  ax-mulcl 9942  ax-mulrcl 9943  ax-mulcom 9944  ax-addass 9945  ax-mulass 9946  ax-distr 9947  ax-i2m1 9948  ax-1ne0 9949  ax-1rid 9950  ax-rnegex 9951  ax-rrecex 9952  ax-cnre 9953  ax-pre-lttri 9954  ax-pre-lttrn 9955  ax-pre-ltadd 9956  ax-pre-mulgt0 9957  ax-addf 9959  ax-mulf 9960
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-or 385  df-an 386  df-3or 1037  df-3an 1038  df-tru 1483  df-ex 1702  df-nf 1707  df-sb 1878  df-eu 2473  df-mo 2474  df-clab 2608  df-cleq 2614  df-clel 2617  df-nfc 2750  df-ne 2791  df-nel 2894  df-ral 2912  df-rex 2913  df-reu 2914  df-rmo 2915  df-rab 2916  df-v 3188  df-sbc 3418  df-csb 3515  df-dif 3558  df-un 3560  df-in 3562  df-ss 3569  df-pss 3571  df-nul 3892  df-if 4059  df-pw 4132  df-sn 4149  df-pr 4151  df-tp 4153  df-op 4155  df-uni 4403  df-int 4441  df-iun 4487  df-iin 4488  df-br 4614  df-opab 4674  df-mpt 4675  df-tr 4713  df-eprel 4985  df-id 4989  df-po 4995  df-so 4996  df-fr 5033  df-se 5034  df-we 5035  df-xp 5080  df-rel 5081  df-cnv 5082  df-co 5083  df-dm 5084  df-rn 5085  df-res 5086  df-ima 5087  df-pred 5639  df-ord 5685  df-on 5686  df-lim 5687  df-suc 5688  df-iota 5810  df-fun 5849  df-fn 5850  df-f 5851  df-f1 5852  df-fo 5853  df-f1o 5854  df-fv 5855  df-isom 5856  df-riota 6565  df-ov 6607  df-oprab 6608  df-mpt2 6609  df-of 6850  df-om 7013  df-1st 7113  df-2nd 7114  df-supp 7241  df-wrecs 7352  df-recs 7413  df-rdg 7451  df-1o 7505  df-oadd 7509  df-er 7687  df-map 7804  df-ixp 7853  df-en 7900  df-dom 7901  df-sdom 7902  df-fin 7903  df-fsupp 8220  df-sup 8292  df-oi 8359  df-card 8709  df-pnf 10020  df-mnf 10021  df-xr 10022  df-ltxr 10023  df-le 10024  df-sub 10212  df-neg 10213  df-nn 10965  df-2 11023  df-3 11024  df-4 11025  df-5 11026  df-6 11027  df-7 11028  df-8 11029  df-9 11030  df-n0 11237  df-z 11322  df-dec 11438  df-uz 11632  df-fz 12269  df-fzo 12407  df-seq 12742  df-hash 13058  df-struct 15783  df-ndx 15784  df-slot 15785  df-base 15786  df-sets 15787  df-ress 15788  df-plusg 15875  df-mulr 15876  df-starv 15877  df-sca 15878  df-vsca 15879  df-ip 15880  df-tset 15881  df-ple 15882  df-ds 15885  df-unif 15886  df-hom 15887  df-cco 15888  df-0g 16023  df-gsum 16024  df-prds 16029  df-pws 16031  df-mre 16167  df-mrc 16168  df-acs 16170  df-mgm 17163  df-sgrp 17205  df-mnd 17216  df-submnd 17257  df-grp 17346  df-minusg 17347  df-sbg 17348  df-mulg 17462  df-subg 17512  df-cntz 17671  df-cmn 18116  df-abl 18117  df-mgp 18411  df-ur 18423  df-ring 18470  df-cring 18471  df-subrg 18699  df-lmod 18786  df-lss 18852  df-sra 19091  df-rgmod 19092  df-cnfld 19666  df-zring 19738  df-dsmm 19995  df-frlm 20010  df-linc 41480
This theorem is referenced by:  zlmodzxzldep  41578
  Copyright terms: Public domain W3C validator