Theorem lmodsubdir 13977

Description: Scalar multiplication distributive law for subtraction. (Contributed by NM, 2-Jul-2014.)

Hypotheses

Ref	Expression
lmodsubdir.v	|- V = ( Base ` W )
lmodsubdir.t	|- .x. = ( .s ` W )
lmodsubdir.f	|- F = (Scalar ` W )
lmodsubdir.k	|- K = ( Base ` F )
lmodsubdir.m	|- .- = ( -g ` W )
lmodsubdir.s	|- S = ( -g ` F )
lmodsubdir.w	|- ( ph -> W e. LMod )
lmodsubdir.a	|- ( ph -> A e. K )
lmodsubdir.b	|- ( ph -> B e. K )
lmodsubdir.x	|- ( ph -> X e. V )

Assertion

Ref	Expression
lmodsubdir	|- ( ph -> ( ( A S B ) .x. X ) = ( ( A .x. X ) .- ( B .x. X ) ) )

Proof of Theorem lmodsubdir

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lmodsubdir.w	. . . 4 |- ( ph -> W e. LMod )
2		lmodsubdir.a	. . . 4 |- ( ph -> A e. K )
3		lmodsubdir.f	. . . . . . . 8 |- F = (Scalar ` W )
4	3	lmodring 13927	. . . . . . 7 |- ( W e. LMod -> F e. Ring )
5	1, 4	syl 14	. . . . . 6 |- ( ph -> F e. Ring )
6		ringgrp 13633	. . . . . 6 |- ( F e. Ring -> F e. Grp )
7	5, 6	syl 14	. . . . 5 |- ( ph -> F e. Grp )
8		lmodsubdir.b	. . . . 5 |- ( ph -> B e. K )
9		lmodsubdir.k	. . . . . 6 |- K = ( Base ` F )
10		eqid 2196	. . . . . 6 |- ( invg ` F ) = ( invg ` F )
11	9, 10	grpinvcl 13250	. . . . 5 |- ( ( F e. Grp /\ B e. K ) -> ( ( invg ` F ) ` B ) e. K )
12	7, 8, 11	syl2anc 411	. . . 4 |- ( ph -> ( ( invg ` F ) ` B ) e. K )
13		lmodsubdir.x	. . . 4 |- ( ph -> X e. V )
14		lmodsubdir.v	. . . . 5 |- V = ( Base ` W )
15		eqid 2196	. . . . 5 |- ( +g ` W ) = ( +g ` W )
16		lmodsubdir.t	. . . . 5 |- .x. = ( .s ` W )
17		eqid 2196	. . . . 5 |- ( +g ` F ) = ( +g ` F )
18	14, 15, 3, 16, 9, 17	lmodvsdir 13944	. . . 4 |- ( ( W e. LMod /\ ( A e. K /\ ( ( invg ` F ) ` B ) e. K /\ X e. V ) ) -> ( ( A ( +g ` F ) ( ( invg ` F ) ` B ) ) .x. X ) = ( ( A .x. X ) ( +g ` W ) ( ( ( invg ` F ) ` B ) .x. X ) ) )
19	1, 2, 12, 13, 18	syl13anc 1251	. . 3 |- ( ph -> ( ( A ( +g ` F ) ( ( invg ` F ) ` B ) ) .x. X ) = ( ( A .x. X ) ( +g ` W ) ( ( ( invg ` F ) ` B ) .x. X ) ) )
20		eqid 2196	. . . . . . 7 |- ( .r ` F ) = ( .r ` F )
21		eqid 2196	. . . . . . 7 |- ( 1r ` F ) = ( 1r ` F )
22	9, 20, 21, 10, 5, 8	ringnegl 13683	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) ( .r ` F ) B ) = ( ( invg ` F ) ` B ) )
23	22	oveq1d 5940	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) ( .r ` F ) B ) .x. X ) = ( ( ( invg ` F ) ` B ) .x. X ) )
24	9, 21	ringidcl 13652	. . . . . . . 8 |- ( F e. Ring -> ( 1r ` F ) e. K )
25	5, 24	syl 14	. . . . . . 7 |- ( ph -> ( 1r ` F ) e. K )
26	9, 10	grpinvcl 13250	. . . . . . 7 |- ( ( F e. Grp /\ ( 1r ` F ) e. K ) -> ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) e. K )
27	7, 25, 26	syl2anc 411	. . . . . 6 |- ( ph -> ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) e. K )
28	14, 3, 16, 9, 20	lmodvsass 13945	. . . . . 6 |- ( ( W e. LMod /\ ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) e. K /\ B e. K /\ X e. V ) ) -> ( ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) ( .r ` F ) B ) .x. X ) = ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) .x. ( B .x. X ) ) )
29	1, 27, 8, 13, 28	syl13anc 1251	. . . . 5 |- ( ph -> ( ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) ( .r ` F ) B ) .x. X ) = ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) .x. ( B .x. X ) ) )
30	23, 29	eqtr3d 2231	. . . 4 |- ( ph -> ( ( ( invg ` F ) ` B ) .x. X ) = ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) .x. ( B .x. X ) ) )
31	30	oveq2d 5941	. . 3 |- ( ph -> ( ( A .x. X ) ( +g ` W ) ( ( ( invg ` F ) ` B ) .x. X ) ) = ( ( A .x. X ) ( +g ` W ) ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) .x. ( B .x. X ) ) ) )
32	19, 31	eqtrd 2229	. 2 |- ( ph -> ( ( A ( +g ` F ) ( ( invg ` F ) ` B ) ) .x. X ) = ( ( A .x. X ) ( +g ` W ) ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) .x. ( B .x. X ) ) ) )
33		lmodsubdir.s	. . . . 5 |- S = ( -g ` F )
34	9, 17, 10, 33	grpsubval 13248	. . . 4 |- ( ( A e. K /\ B e. K ) -> ( A S B ) = ( A ( +g ` F ) ( ( invg ` F ) ` B ) ) )
35	2, 8, 34	syl2anc 411	. . 3 |- ( ph -> ( A S B ) = ( A ( +g ` F ) ( ( invg ` F ) ` B ) ) )
36	35	oveq1d 5940	. 2 |- ( ph -> ( ( A S B ) .x. X ) = ( ( A ( +g ` F ) ( ( invg ` F ) ` B ) ) .x. X ) )
37	14, 3, 16, 9	lmodvscl 13937	. . . 4 |- ( ( W e. LMod /\ A e. K /\ X e. V ) -> ( A .x. X ) e. V )
38	1, 2, 13, 37	syl3anc 1249	. . 3 |- ( ph -> ( A .x. X ) e. V )
39	14, 3, 16, 9	lmodvscl 13937	. . . 4 |- ( ( W e. LMod /\ B e. K /\ X e. V ) -> ( B .x. X ) e. V )
40	1, 8, 13, 39	syl3anc 1249	. . 3 |- ( ph -> ( B .x. X ) e. V )
41		lmodsubdir.m	. . . 4 |- .- = ( -g ` W )
42	14, 15, 41, 3, 16, 10, 21	lmodvsubval2 13974	. . 3 |- ( ( W e. LMod /\ ( A .x. X ) e. V /\ ( B .x. X ) e. V ) -> ( ( A .x. X ) .- ( B .x. X ) ) = ( ( A .x. X ) ( +g ` W ) ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) .x. ( B .x. X ) ) ) )
43	1, 38, 40, 42	syl3anc 1249	. 2 |- ( ph -> ( ( A .x. X ) .- ( B .x. X ) ) = ( ( A .x. X ) ( +g ` W ) ( ( ( invg ` F ) ` ( 1r ` F ) ) .x. ( B .x. X ) ) ) )
44	32, 36, 43	3eqtr4d 2239	1 |- ( ph -> ( ( A S B ) .x. X ) = ( ( A .x. X ) .- ( B .x. X ) ) )

Syntax hints:   -> wi 4   = wceq 1364   e. wcel 2167   ` cfv 5259  (class class class)co 5925   Basecbs 12703   +g cplusg 12780   .rcmulr 12781  Scalarcsca 12783   .scvsca 12784   Grpcgrp 13202   invgcminusg 13203   -gcsg 13204   1rcur 13591   Ringcrg 13628   LModclmod 13919

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-ia1 106  ax-ia2 107  ax-ia3 108  ax-in1 615  ax-in2 616  ax-io 710  ax-5 1461  ax-7 1462  ax-gen 1463  ax-ie1 1507  ax-ie2 1508  ax-8 1518  ax-10 1519  ax-11 1520  ax-i12 1521  ax-bndl 1523  ax-4 1524  ax-17 1540  ax-i9 1544  ax-ial 1548  ax-i5r 1549  ax-13 2169  ax-14 2170  ax-ext 2178  ax-coll 4149  ax-sep 4152  ax-pow 4208  ax-pr 4243  ax-un 4469  ax-setind 4574  ax-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1cn 7989  ax-1re 7990  ax-icn 7991  ax-addcl 7992  ax-addrcl 7993  ax-mulcl 7994  ax-addcom 7996  ax-addass 7998  ax-i2m1 8001  ax-0lt1 8002  ax-0id 8004  ax-rnegex 8005  ax-pre-ltirr 8008  ax-pre-ltadd 8012

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  df-fal 1370  df-nf 1475  df-sb 1777  df-eu 2048  df-mo 2049  df-clab 2183  df-cleq 2189  df-clel 2192  df-nfc 2328  df-ne 2368  df-nel 2463  df-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-dif 3159  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  df-nul 3452  df-pw 3608  df-sn 3629  df-pr 3630  df-op 3632  df-uni 3841  df-int 3876  df-iun 3919  df-br 4035  df-opab 4096  df-mpt 4097  df-id 4329  df-xp 4670  df-rel 4671  df-cnv 4672  df-co 4673  df-dm 4674  df-rn 4675  df-res 4676  df-ima 4677  df-iota 5220  df-fun 5261  df-fn 5262  df-f 5263  df-f1 5264  df-fo 5265  df-f1o 5266  df-fv 5267  df-riota 5880  df-ov 5928  df-oprab 5929  df-mpo 5930  df-1st 6207  df-2nd 6208  df-pnf 8080  df-mnf 8081  df-ltxr 8083  df-inn 9008  df-2 9066  df-3 9067  df-4 9068  df-5 9069  df-6 9070  df-ndx 12706  df-slot 12707  df-base 12709  df-sets 12710  df-plusg 12793  df-mulr 12794  df-sca 12796  df-vsca 12797  df-0g 12960  df-mgm 13058  df-sgrp 13104  df-mnd 13119  df-grp 13205  df-minusg 13206  df-sbg 13207  df-mgp 13553  df-ur 13592  df-ring 13630  df-lmod 13921

This theorem is referenced by: (None)