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Theorem lmodvsmmulgdi 14402
Description: Distributive law for a group multiple of a scalar multiplication. (Contributed by AV, 2-Sep-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
lmodvsmmulgdi.v |- V = ( Base ` W )
lmodvsmmulgdi.f |- F = (Scalar ` W )
lmodvsmmulgdi.s |- .x. = ( .s ` W )
lmodvsmmulgdi.k |- K = ( Base ` F )
lmodvsmmulgdi.p |- .^ = (.g ` W )
lmodvsmmulgdi.e |- E = (.g ` F )
Assertion
Ref Expression
lmodvsmmulgdi |- ( ( W e. LMod /\ ( C e. K /\ N e. NN0 /\ X e. V ) ) -> ( N .^ ( C .x. X ) ) = ( ( N E C ) .x. X ) )
Proof of Theorem lmodvsmmulgdi
Dummy variables x y are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 oveq1 6035 . . . . . . 7 |- ( x = 0 -> ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( 0 .^ ( C .x. X ) ) )
2 oveq1 6035 . . . . . . . 8 |- ( x = 0 -> ( x E C ) = ( 0 E C ) )
32oveq1d 6043 . . . . . . 7 |- ( x = 0 -> ( ( x E C ) .x. X ) = ( ( 0 E C ) .x. X ) )
41, 3eqeq12d 2246 . . . . . 6 |- ( x = 0 -> ( ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( x E C ) .x. X ) <-> ( 0 .^ ( C .x. X ) ) = ( ( 0 E C ) .x. X ) ) )
54imbi2d 230 . . . . 5 |- ( x = 0 -> ( ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( x E C ) .x. X ) ) <-> ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( 0 .^ ( C .x. X ) ) = ( ( 0 E C ) .x. X ) ) ) )
6 oveq1 6035 . . . . . . 7 |- ( x = y -> ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( y .^ ( C .x. X ) ) )
7 oveq1 6035 . . . . . . . 8 |- ( x = y -> ( x E C ) = ( y E C ) )
87oveq1d 6043 . . . . . . 7 |- ( x = y -> ( ( x E C ) .x. X ) = ( ( y E C ) .x. X ) )
96, 8eqeq12d 2246 . . . . . 6 |- ( x = y -> ( ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( x E C ) .x. X ) <-> ( y .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y E C ) .x. X ) ) )
109imbi2d 230 . . . . 5 |- ( x = y -> ( ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( x E C ) .x. X ) ) <-> ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( y .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y E C ) .x. X ) ) ) )
11 oveq1 6035 . . . . . . 7 |- ( x = ( y + 1 ) -> ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) )
12 oveq1 6035 . . . . . . . 8 |- ( x = ( y + 1 ) -> ( x E C ) = ( ( y + 1 ) E C ) )
1312oveq1d 6043 . . . . . . 7 |- ( x = ( y + 1 ) -> ( ( x E C ) .x. X ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) )
1411, 13eqeq12d 2246 . . . . . 6 |- ( x = ( y + 1 ) -> ( ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( x E C ) .x. X ) <-> ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) ) )
1514imbi2d 230 . . . . 5 |- ( x = ( y + 1 ) -> ( ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( x E C ) .x. X ) ) <-> ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) ) ) )
16 oveq1 6035 . . . . . . 7 |- ( x = N -> ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( N .^ ( C .x. X ) ) )
17 oveq1 6035 . . . . . . . 8 |- ( x = N -> ( x E C ) = ( N E C ) )
1817oveq1d 6043 . . . . . . 7 |- ( x = N -> ( ( x E C ) .x. X ) = ( ( N E C ) .x. X ) )
1916, 18eqeq12d 2246 . . . . . 6 |- ( x = N -> ( ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( x E C ) .x. X ) <-> ( N .^ ( C .x. X ) ) = ( ( N E C ) .x. X ) ) )
2019imbi2d 230 . . . . 5 |- ( x = N -> ( ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( x .^ ( C .x. X ) ) = ( ( x E C ) .x. X ) ) <-> ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( N .^ ( C .x. X ) ) = ( ( N E C ) .x. X ) ) ) )
21 simpr 110 . . . . . . 7 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> W e. LMod )
22 simpr 110 . . . . . . . 8 |- ( ( C e. K /\ X e. V ) -> X e. V )
2322adantr 276 . . . . . . 7 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> X e. V )
24 lmodvsmmulgdi.v . . . . . . . 8 |- V = ( Base ` W )
25 lmodvsmmulgdi.f . . . . . . . 8 |- F = (Scalar ` W )
26 lmodvsmmulgdi.s . . . . . . . 8 |- .x. = ( .s ` W )
27 eqid 2231 . . . . . . . 8 |- ( 0g ` F ) = ( 0g ` F )
28 eqid 2231 . . . . . . . 8 |- ( 0g ` W ) = ( 0g ` W )
2924, 25, 26, 27, 28lmod0vs 14400 . . . . . . 7 |- ( ( W e. LMod /\ X e. V ) -> ( ( 0g ` F ) .x. X ) = ( 0g ` W ) )
3021, 23, 29syl2anc 411 . . . . . 6 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( ( 0g ` F ) .x. X ) = ( 0g ` W ) )
31 simpl 109 . . . . . . . . 9 |- ( ( C e. K /\ X e. V ) -> C e. K )
3231adantr 276 . . . . . . . 8 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> C e. K )
33 lmodvsmmulgdi.k . . . . . . . . 9 |- K = ( Base ` F )
34 lmodvsmmulgdi.e . . . . . . . . 9 |- E = (.g ` F )
3533, 27, 34mulg0 13775 . . . . . . . 8 |- ( C e. K -> ( 0 E C ) = ( 0g ` F ) )
3632, 35syl 14 . . . . . . 7 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( 0 E C ) = ( 0g ` F ) )
3736oveq1d 6043 . . . . . 6 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( ( 0 E C ) .x. X ) = ( ( 0g ` F ) .x. X ) )
3824, 25, 26, 33lmodvscl 14384 . . . . . . . 8 |- ( ( W e. LMod /\ C e. K /\ X e. V ) -> ( C .x. X ) e. V )
3921, 32, 23, 38syl3anc 1274 . . . . . . 7 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( C .x. X ) e. V )
40 lmodvsmmulgdi.p . . . . . . . 8 |- .^ = (.g ` W )
4124, 28, 40mulg0 13775 . . . . . . 7 |- ( ( C .x. X ) e. V -> ( 0 .^ ( C .x. X ) ) = ( 0g ` W ) )
4239, 41syl 14 . . . . . 6 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( 0 .^ ( C .x. X ) ) = ( 0g ` W ) )
4330, 37, 423eqtr4rd 2275 . . . . 5 |- ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( 0 .^ ( C .x. X ) ) = ( ( 0 E C ) .x. X ) )
44 lmodgrp 14373 . . . . . . . . . . . 12 |- ( W e. LMod -> W e. Grp )
4544grpmndd 13659 . . . . . . . . . . 11 |- ( W e. LMod -> W e. Mnd )
4645ad2antll 491 . . . . . . . . . 10 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> W e. Mnd )
47 simpl 109 . . . . . . . . . 10 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> y e. NN0 )
4839adantl 277 . . . . . . . . . 10 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> ( C .x. X ) e. V )
49 eqid 2231 . . . . . . . . . . 11 |- ( +g ` W ) = ( +g ` W )
5024, 40, 49mulgnn0p1 13783 . . . . . . . . . 10 |- ( ( W e. Mnd /\ y e. NN0 /\ ( C .x. X ) e. V ) -> ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y .^ ( C .x. X ) ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) )
5146, 47, 48, 50syl3anc 1274 . . . . . . . . 9 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y .^ ( C .x. X ) ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) )
5251adantr 276 . . . . . . . 8 |- ( ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) /\ ( y .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y E C ) .x. X ) ) -> ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y .^ ( C .x. X ) ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) )
53 oveq1 6035 . . . . . . . . 9 |- ( ( y .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y E C ) .x. X ) -> ( ( y .^ ( C .x. X ) ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) = ( ( ( y E C ) .x. X ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) )
5421adantl 277 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> W e. LMod )
5525lmodring 14374 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( W e. LMod -> F e. Ring )
56 ringmnd 14083 . . . . . . . . . . . . . 14 |- ( F e. Ring -> F e. Mnd )
5755, 56syl 14 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( W e. LMod -> F e. Mnd )
5857ad2antll 491 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> F e. Mnd )
59 simprll 539 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> C e. K )
6033, 34, 58, 47, 59mulgnn0cld 13793 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> ( y E C ) e. K )
6123adantl 277 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> X e. V )
62 eqid 2231 . . . . . . . . . . . 12 |- ( +g ` F ) = ( +g ` F )
6324, 49, 25, 26, 33, 62lmodvsdir 14391 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( W e. LMod /\ ( ( y E C ) e. K /\ C e. K /\ X e. V ) ) -> ( ( ( y E C ) ( +g ` F ) C ) .x. X ) = ( ( ( y E C ) .x. X ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) )
6454, 60, 59, 61, 63syl13anc 1276 . . . . . . . . . 10 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> ( ( ( y E C ) ( +g ` F ) C ) .x. X ) = ( ( ( y E C ) .x. X ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) )
6533, 34, 62mulgnn0p1 13783 . . . . . . . . . . . . 13 |- ( ( F e. Mnd /\ y e. NN0 /\ C e. K ) -> ( ( y + 1 ) E C ) = ( ( y E C ) ( +g ` F ) C ) )
6658, 47, 59, 65syl3anc 1274 . . . . . . . . . . . 12 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> ( ( y + 1 ) E C ) = ( ( y E C ) ( +g ` F ) C ) )
6766eqcomd 2237 . . . . . . . . . . 11 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> ( ( y E C ) ( +g ` F ) C ) = ( ( y + 1 ) E C ) )
6867oveq1d 6043 . . . . . . . . . 10 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> ( ( ( y E C ) ( +g ` F ) C ) .x. X ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) )
6964, 68eqtr3d 2266 . . . . . . . . 9 |- ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) -> ( ( ( y E C ) .x. X ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) )
7053, 69sylan9eqr 2286 . . . . . . . 8 |- ( ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) /\ ( y .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y E C ) .x. X ) ) -> ( ( y .^ ( C .x. X ) ) ( +g ` W ) ( C .x. X ) ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) )
7152, 70eqtrd 2264 . . . . . . 7 |- ( ( ( y e. NN0 /\ ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) ) /\ ( y .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y E C ) .x. X ) ) -> ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) )
7271exp31 364 . . . . . 6 |- ( y e. NN0 -> ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( ( y .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y E C ) .x. X ) -> ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) ) ) )
7372a2d 26 . . . . 5 |- ( y e. NN0 -> ( ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( y .^ ( C .x. X ) ) = ( ( y E C ) .x. X ) ) -> ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( ( y + 1 ) .^ ( C .x. X ) ) = ( ( ( y + 1 ) E C ) .x. X ) ) ) )
745, 10, 15, 20, 43, 73nn0ind 9638 . . . 4 |- ( N e. NN0 -> ( ( ( C e. K /\ X e. V ) /\ W e. LMod ) -> ( N .^ ( C .x. X ) ) = ( ( N E C ) .x. X ) ) )
7574exp4c 368 . . 3 |- ( N e. NN0 -> ( C e. K -> ( X e. V -> ( W e. LMod -> ( N .^ ( C .x. X ) ) = ( ( N E C ) .x. X ) ) ) ) )
76753imp21 1225 . 2 |- ( ( C e. K /\ N e. NN0 /\ X e. V ) -> ( W e. LMod -> ( N .^ ( C .x. X ) ) = ( ( N E C ) .x. X ) ) )
7776impcom 125 1 |- ( ( W e. LMod /\ ( C e. K /\ N e. NN0 /\ X e. V ) ) -> ( N .^ ( C .x. X ) ) = ( ( N E C ) .x. X ) )
Colors of variables: wff set class
Syntax hints:   -> wi 4   /\ wa 104   /\ w3a 1005   = wceq 1398   e. wcel 2202   ` cfv 5333  (class class class)co 6028   0cc0 8075   1c1 8076   + caddc 8078   NN0cn0 9444   Basecbs 13145   +g cplusg 13223  Scalarcsca 13226   .scvsca 13227   0gc0g 13402   Mndcmnd 13562  .gcmg 13769   Ringcrg 14073   LModclmod 14366
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 619  ax-in2 620  ax-io 717  ax-5 1496  ax-7 1497  ax-gen 1498  ax-ie1 1542  ax-ie2 1543  ax-8 1553  ax-10 1554  ax-11 1555  ax-i12 1556  ax-bndl 1558  ax-4 1559  ax-17 1575  ax-i9 1579  ax-ial 1583  ax-i5r 1584  ax-13 2204  ax-14 2205  ax-ext 2213  ax-coll 4209  ax-sep 4212  ax-nul 4220  ax-pow 4270  ax-pr 4305  ax-un 4536  ax-setind 4641  ax-iinf 4692  ax-cnex 8166  ax-resscn 8167  ax-1cn 8168  ax-1re 8169  ax-icn 8170  ax-addcl 8171  ax-addrcl 8172  ax-mulcl 8173  ax-addcom 8175  ax-addass 8177  ax-distr 8179  ax-i2m1 8180  ax-0lt1 8181  ax-0id 8183  ax-rnegex 8184  ax-cnre 8186  ax-pre-ltirr 8187  ax-pre-ltwlin 8188  ax-pre-lttrn 8189  ax-pre-ltadd 8191
This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-dc 843  df-3or 1006  df-3an 1007  df-tru 1401  df-fal 1404  df-nf 1510  df-sb 1811  df-eu 2082  df-mo 2083  df-clab 2218  df-cleq 2224  df-clel 2227  df-nfc 2364  df-ne 2404  df-nel 2499  df-ral 2516  df-rex 2517  df-reu 2518  df-rmo 2519  df-rab 2520  df-v 2805  df-sbc 3033  df-csb 3129  df-dif 3203  df-un 3205  df-in 3207  df-ss 3214  df-nul 3497  df-if 3608  df-pw 3658  df-sn 3679  df-pr 3680  df-op 3682  df-uni 3899  df-int 3934  df-iun 3977  df-br 4094  df-opab 4156  df-mpt 4157  df-tr 4193  df-id 4396  df-iord 4469  df-on 4471  df-ilim 4472  df-suc 4474  df-iom 4695  df-xp 4737  df-rel 4738  df-cnv 4739  df-co 4740  df-dm 4741  df-rn 4742  df-res 4743  df-ima 4744  df-iota 5293  df-fun 5335  df-fn 5336  df-f 5337  df-f1 5338  df-fo 5339  df-f1o 5340  df-fv 5341  df-riota 5981  df-ov 6031  df-oprab 6032  df-mpo 6033  df-1st 6312  df-2nd 6313  df-recs 6514  df-frec 6600  df-pnf 8258  df-mnf 8259  df-xr 8260  df-ltxr 8261  df-le 8262  df-sub 8394  df-neg 8395  df-inn 9186  df-2 9244  df-3 9245  df-4 9246  df-5 9247  df-6 9248  df-n0 9445  df-z 9524  df-uz 9800  df-seqfrec 10756  df-ndx 13148  df-slot 13149  df-base 13151  df-plusg 13236  df-mulr 13237  df-sca 13239  df-vsca 13240  df-0g 13404  df-mgm 13502  df-sgrp 13548  df-mnd 13563  df-grp 13649  df-minusg 13650  df-mulg 13770  df-ring 14075  df-lmod 14368
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