Theorem lmodfopnelem1 13956

Description: Lemma 1 for lmodfopne 13958. (Contributed by AV, 2-Oct-2021.)

Hypotheses

Ref	Expression
lmodfopne.t	⊢ · = ( ·sf ‘𝑊)
lmodfopne.a	⊢ + = (+𝑓‘𝑊)
lmodfopne.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
lmodfopne.s	⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
lmodfopne.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)

Assertion

Ref	Expression
lmodfopnelem1	⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ + = · ) → 𝑉 = 𝐾)

Proof of Theorem lmodfopnelem1

Dummy variable 𝑤 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lmodfopne.v	. . . 4 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
2		lmodfopne.a	. . . 4 ⊢ + = (+𝑓‘𝑊)
3	1, 2	plusffng 13067	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → + Fn (𝑉 × 𝑉))
4		lmodfopne.s	. . . 4 ⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑊)
5		lmodfopne.k	. . . 4 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
6		lmodfopne.t	. . . 4 ⊢ · = ( ·sf ‘𝑊)
7	1, 4, 5, 6	scaffng 13941	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → · Fn (𝐾 × 𝑉))
8		fneq1 5347	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( + = · → ( + Fn (𝑉 × 𝑉) ↔ · Fn (𝑉 × 𝑉)))
9		fndmu 5362	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (( · Fn (𝑉 × 𝑉) ∧ · Fn (𝐾 × 𝑉)) → (𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉))
10	9	ex 115	. . . . . . . . . 10 ⊢ ( · Fn (𝑉 × 𝑉) → ( · Fn (𝐾 × 𝑉) → (𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉)))
11	8, 10	biimtrdi 163	. . . . . . . . 9 ⊢ ( + = · → ( + Fn (𝑉 × 𝑉) → ( · Fn (𝐾 × 𝑉) → (𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉))))
12	11	com13 80	. . . . . . . 8 ⊢ ( · Fn (𝐾 × 𝑉) → ( + Fn (𝑉 × 𝑉) → ( + = · → (𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉))))
13	12	impcom 125	. . . . . . 7 ⊢ (( + Fn (𝑉 × 𝑉) ∧ · Fn (𝐾 × 𝑉)) → ( + = · → (𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉)))
14		lmodgrp 13926	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
15		eqid 2196	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (0g‘𝑊) = (0g‘𝑊)
16	1, 15	grpidcl 13231	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑊 ∈ Grp → (0g‘𝑊) ∈ 𝑉)
17		elex2 2779	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((0g‘𝑊) ∈ 𝑉 → ∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑉)
18	14, 16, 17	3syl 17	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → ∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑉)
19		xp11m 5109	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑉 ∧ ∃𝑤 𝑤 ∈ 𝑉) → ((𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉) ↔ (𝑉 = 𝐾 ∧ 𝑉 = 𝑉)))
20	18, 18, 19	syl2anc 411	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → ((𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉) ↔ (𝑉 = 𝐾 ∧ 𝑉 = 𝑉)))
21	20	simprbda 383	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉)) → 𝑉 = 𝐾)
22	21	expcom 116	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑉 × 𝑉) = (𝐾 × 𝑉) → (𝑊 ∈ LMod → 𝑉 = 𝐾))
23	13, 22	syl6 33	. . . . . 6 ⊢ (( + Fn (𝑉 × 𝑉) ∧ · Fn (𝐾 × 𝑉)) → ( + = · → (𝑊 ∈ LMod → 𝑉 = 𝐾)))
24	23	com23 78	. . . . 5 ⊢ (( + Fn (𝑉 × 𝑉) ∧ · Fn (𝐾 × 𝑉)) → (𝑊 ∈ LMod → ( + = · → 𝑉 = 𝐾)))
25	24	ex 115	. . . 4 ⊢ ( + Fn (𝑉 × 𝑉) → ( · Fn (𝐾 × 𝑉) → (𝑊 ∈ LMod → ( + = · → 𝑉 = 𝐾))))
26	25	com3r 79	. . 3 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → ( + Fn (𝑉 × 𝑉) → ( · Fn (𝐾 × 𝑉) → ( + = · → 𝑉 = 𝐾))))
27	3, 7, 26	mp2d 47	. 2 ⊢ (𝑊 ∈ LMod → ( + = · → 𝑉 = 𝐾))
28	27	imp 124	1 ⊢ ((𝑊 ∈ LMod ∧ + = · ) → 𝑉 = 𝐾)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 104   ↔ wb 105   = wceq 1364  ∃wex 1506   ∈ wcel 2167   × cxp 4662   Fn wfn 5254  ‘cfv 5259  Basecbs 12703  Scalarcsca 12783  0_gc0g 12958  +_𝑓cplusf 13055  Grpcgrp 13202  LModclmod 13919   ·_sf cscaf 13920

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-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-cnex 7987  ax-resscn 7988  ax-1re 7990  ax-addrcl 7993

This theorem depends on definitions:  df-bi 117  df-3an 982  df-tru 1367  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-ral 2480  df-rex 2481  df-reu 2482  df-rmo 2483  df-rab 2484  df-v 2765  df-sbc 2990  df-csb 3085  df-un 3161  df-in 3163  df-ss 3170  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-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-plusg 12793  df-mulr 12794  df-sca 12796  df-vsca 12797  df-0g 12960  df-plusf 13057  df-mgm 13058  df-sgrp 13104  df-mnd 13119  df-grp 13205  df-lmod 13921  df-scaf 13922

This theorem is referenced by:  lmodfopnelem2  13957