Theorem clmmulg 25429

Description: The group multiple function matches the scalar multiplication function. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
clmmulg.1	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
clmmulg.2	⊢ ∙ = (.g‘𝑊)
clmmulg.3	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑊)

Assertion

Ref	Expression
clmmulg	⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝐴 ∙ 𝐵) = (𝐴 · 𝐵))

Proof of Theorem clmmulg

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑥 ∙ 𝐵) = (0 ∙ 𝐵))
2		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 0 → (𝑥 · 𝐵) = (0 · 𝐵))
3	1, 2	eqeq12d 2776	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 0 → ((𝑥 ∙ 𝐵) = (𝑥 · 𝐵) ↔ (0 ∙ 𝐵) = (0 · 𝐵)))
4		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 ∙ 𝐵) = (𝑦 ∙ 𝐵))
5		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → (𝑥 · 𝐵) = (𝑦 · 𝐵))
6	4, 5	eqeq12d 2776	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝑦 → ((𝑥 ∙ 𝐵) = (𝑥 · 𝐵) ↔ (𝑦 ∙ 𝐵) = (𝑦 · 𝐵)))
7		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝑥 ∙ 𝐵) = ((𝑦 + 1) ∙ 𝐵))
8		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → (𝑥 · 𝐵) = ((𝑦 + 1) · 𝐵))
9	7, 8	eqeq12d 2776	. . . 4 ⊢ (𝑥 = (𝑦 + 1) → ((𝑥 ∙ 𝐵) = (𝑥 · 𝐵) ↔ ((𝑦 + 1) ∙ 𝐵) = ((𝑦 + 1) · 𝐵)))
10		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → (𝑥 ∙ 𝐵) = ( -𝑦 ∙ 𝐵))
11		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → (𝑥 · 𝐵) = ( -𝑦 · 𝐵))
12	10, 11	eqeq12d 2776	. . . 4 ⊢ (𝑥 = -𝑦 → ((𝑥 ∙ 𝐵) = (𝑥 · 𝐵) ↔ ( -𝑦 ∙ 𝐵) = ( -𝑦 · 𝐵)))
13		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 ∙ 𝐵) = (𝐴 ∙ 𝐵))
14		oveq1 7429	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → (𝑥 · 𝐵) = (𝐴 · 𝐵))
15	13, 14	eqeq12d 2776	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 𝐴 → ((𝑥 ∙ 𝐵) = (𝑥 · 𝐵) ↔ (𝐴 ∙ 𝐵) = (𝐴 · 𝐵)))
16		clmmulg.1	. . . . . . 7 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑊)
17		eqid 2760	. . . . . . 7 ⊢ (0g‘𝑊) = (0g‘𝑊)
18		clmmulg.2	. . . . . . 7 ⊢ ∙ = (.g‘𝑊)
19	16, 17, 18	mulg0 19291	. . . . . 6 ⊢ (𝐵 ∈ 𝑉 → (0 ∙ 𝐵) = (0g‘𝑊))
20	19	adantl 487	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (0 ∙ 𝐵) = (0g‘𝑊))
21		eqid 2760	. . . . . 6 ⊢ (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
22		clmmulg.3	. . . . . 6 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑊)
23	16, 21, 22, 17	clm0vs 25423	. . . . 5 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (0 · 𝐵) = (0g‘𝑊))
24	20, 23	eqtr4d 2798	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (0 ∙ 𝐵) = (0 · 𝐵))
25		oveq1 7429	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∙ 𝐵) = (𝑦 · 𝐵) → ((𝑦 ∙ 𝐵)(+g‘𝑊)𝐵) = ((𝑦 · 𝐵)(+g‘𝑊)𝐵))
26		clmgrp 25396	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑊 ∈ ℂMod → 𝑊 ∈ Grp)
27	26	grpmndd 19164	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑊 ∈ ℂMod → 𝑊 ∈ Mnd)
28	27	ad2antrr 739	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑊 ∈ Mnd)
29		simpr 490	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑦 ∈ ℕ0)
30		simplr 781	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝐵 ∈ 𝑉)
31		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (+g‘𝑊) = (+g‘𝑊)
32	16, 18, 31	mulgnn0p1 19302	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑊 ∈ Mnd ∧ 𝑦 ∈ ℕ0 ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → ((𝑦 + 1) ∙ 𝐵) = ((𝑦 ∙ 𝐵)(+g‘𝑊)𝐵))
33	28, 29, 30, 32	syl3anc 1398	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑦 + 1) ∙ 𝐵) = ((𝑦 ∙ 𝐵)(+g‘𝑊)𝐵))
34		simpll 779	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑊 ∈ ℂMod)
35		eqid 2760	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
36	21, 35	clmzss 25406	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑊 ∈ ℂMod → ℤ ⊆ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
37	36	ad2antrr 739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ℤ ⊆ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
38		nn0z 12722	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ0 → 𝑦 ∈ ℤ)
39	38	adantl 487	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑦 ∈ ℤ)
40	37, 39	sseldd 3910	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 𝑦 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
41		1zzd 12732	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 1 ∈ ℤ)
42	37, 41	sseldd 3910	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → 1 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
43	16, 21, 22, 35, 31	clmvsdir 25419	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ (𝑦 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 1 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝐵 ∈ 𝑉)) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = ((𝑦 · 𝐵)(+g‘𝑊)(1 · 𝐵)))
44	34, 40, 42, 30, 43	syl13anc 1399	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = ((𝑦 · 𝐵)(+g‘𝑊)(1 · 𝐵)))
45	16, 22	clmvs1 25421	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (1 · 𝐵) = 𝐵)
46	45	adantr 486	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (1 · 𝐵) = 𝐵)
47	46	oveq2d 7438	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑦 · 𝐵)(+g‘𝑊)(1 · 𝐵)) = ((𝑦 · 𝐵)(+g‘𝑊)𝐵))
48	44, 47	eqtrd 2795	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑦 + 1) · 𝐵) = ((𝑦 · 𝐵)(+g‘𝑊)𝐵))
49	33, 48	eqeq12d 2776	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → (((𝑦 + 1) ∙ 𝐵) = ((𝑦 + 1) · 𝐵) ↔ ((𝑦 ∙ 𝐵)(+g‘𝑊)𝐵) = ((𝑦 · 𝐵)(+g‘𝑊)𝐵)))
50	25, 49	imbitrrid 249	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ0) → ((𝑦 ∙ 𝐵) = (𝑦 · 𝐵) → ((𝑦 + 1) ∙ 𝐵) = ((𝑦 + 1) · 𝐵)))
51	50	ex 418	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝑦 ∈ ℕ0 → ((𝑦 ∙ 𝐵) = (𝑦 · 𝐵) → ((𝑦 + 1) ∙ 𝐵) = ((𝑦 + 1) · 𝐵))))
52		fveq2 6888	. . . . . 6 ⊢ ((𝑦 ∙ 𝐵) = (𝑦 · 𝐵) → ((invg‘𝑊)‘(𝑦 ∙ 𝐵)) = ((invg‘𝑊)‘(𝑦 · 𝐵)))
53	26	ad2antrr 739	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑊 ∈ Grp)
54		nnz 12719	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑦 ∈ ℕ → 𝑦 ∈ ℤ)
55	54	adantl 487	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑦 ∈ ℤ)
56		simplr 781	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝐵 ∈ 𝑉)
57		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (invg‘𝑊) = (invg‘𝑊)
58	16, 18, 57	mulgneg 19309	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑦 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → ( -𝑦 ∙ 𝐵) = ((invg‘𝑊)‘(𝑦 ∙ 𝐵)))
59	53, 55, 56, 58	syl3anc 1398	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ( -𝑦 ∙ 𝐵) = ((invg‘𝑊)‘(𝑦 ∙ 𝐵)))
60		simpll 779	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑊 ∈ ℂMod)
61	36	ad2antrr 739	. . . . . . . . . 10 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ℤ ⊆ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
62	61, 55	sseldd 3910	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → 𝑦 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
63	16, 21, 22, 57, 35, 60, 56, 62	clmvsneg 25428	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((invg‘𝑊)‘(𝑦 · 𝐵)) = ( -𝑦 · 𝐵))
64	63	eqcomd 2766	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ( -𝑦 · 𝐵) = ((invg‘𝑊)‘(𝑦 · 𝐵)))
65	59, 64	eqeq12d 2776	. . . . . 6 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → (( -𝑦 ∙ 𝐵) = ( -𝑦 · 𝐵) ↔ ((invg‘𝑊)‘(𝑦 ∙ 𝐵)) = ((invg‘𝑊)‘(𝑦 · 𝐵))))
66	52, 65	imbitrrid 249	. . . . 5 ⊢ (((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) ∧ 𝑦 ∈ ℕ) → ((𝑦 ∙ 𝐵) = (𝑦 · 𝐵) → ( -𝑦 ∙ 𝐵) = ( -𝑦 · 𝐵)))
67	66	ex 418	. . . 4 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝑦 ∈ ℕ → ((𝑦 ∙ 𝐵) = (𝑦 · 𝐵) → ( -𝑦 ∙ 𝐵) = ( -𝑦 · 𝐵))))
68	3, 6, 9, 12, 15, 24, 51, 67	zindd 12805	. . 3 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝐴 ∈ ℤ → (𝐴 ∙ 𝐵) = (𝐴 · 𝐵)))
69	68	3impia 1135	. 2 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐵 ∈ 𝑉 ∧ 𝐴 ∈ ℤ) → (𝐴 ∙ 𝐵) = (𝐴 · 𝐵))
70	69	3com23 1144	1 ⊢ ((𝑊 ∈ ℂMod ∧ 𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ 𝑉) → (𝐴 ∙ 𝐵) = (𝐴 · 𝐵))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1569   ∈ wcel 2144   ⊆ wss 3896  ‘cfv 6541  (class class class)co 7422  0cc0 11205  1c1 11206   + caddc 11208   -cneg 11547  ℕcn 12340  ℕ₀cn0 12611  ℤcz 12698  Basecbs 17394  +_gcplusg 17435  Scalarcsca 17438   ·_𝑠 cvsca 17439  0_gc0g 17617  Mndcmnd 18930  Grpcgrp 19151  inv_gcminusg 19152  ._gcmg 19284  ℂModcclm 25390

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1942  ax-6 1999  ax-7 2040  ax-8 2146  ax-9 2154  ax-10 2177  ax-11 2193  ax-12 2212  ax-ext 2732  ax-sep 5248  ax-nul 5259  ax-pow 5326  ax-pr 5390  ax-un 7753  ax-cnex 11261  ax-resscn 11262  ax-1cn 11263  ax-icn 11264  ax-addcl 11265  ax-addrcl 11266  ax-mulcl 11267  ax-mulrcl 11268  ax-mulcom 11269  ax-addass 11270  ax-mulass 11271  ax-distr 11272  ax-i2m1 11273  ax-1ne0 11274  ax-1rid 11275  ax-rnegex 11276  ax-rrecex 11277  ax-cnre 11278  ax-pre-lttri 11279  ax-pre-lttrn 11280  ax-pre-ltadd 11281  ax-pre-mulgt0 11282  ax-addf 11284

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2099  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-ss 3897  df-pss 4013  df-dif 4046  df-in 4090  df-un 4150  df-nul 4278  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4835  df-uni 4867  df-iun 4952  df-br 5103  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5545  df-eprel 5550  df-po 5558  df-so 5559  df-fr 5603  df-we 5605  df-xp 5656  df-rel 5657  df-cnv 5658  df-co 5659  df-dm 5660  df-rn 5661  df-res 5662  df-ima 5663  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6543  df-fn 6544  df-f 6545  df-f1 6546  df-fo 6547  df-f1o 6548  df-fv 6549  df-riota 7379  df-ov 7425  df-oprab 7426  df-mpo 7427  df-om 7880  df-1st 8003  df-2nd 8004  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8384  df-rdg 8423  df-1o 8481  df-er 8722  df-en 8979  df-dom 8980  df-sdom 8981  df-fin 8982  df-pnf 11350  df-mnf 11351  df-xr 11352  df-ltxr 11353  df-le 11354  df-sub 11548  df-neg 11549  df-nn 12341  df-2 12410  df-3 12411  df-4 12412  df-5 12413  df-6 12414  df-7 12415  df-8 12416  df-9 12417  df-n0 12612  df-z 12699  df-dec 12820  df-uz 12971  df-fz 13645  df-seq 14150  df-struct 17332  df-sets 17349  df-slot 17367  df-ndx 17379  df-base 17395  df-ress 17416  df-plusg 17448  df-mulr 17449  df-starv 17450  df-tset 17454  df-ple 17455  df-ds 17457  df-unif 17458  df-0g 17619  df-mgm 18823  df-sgrp 18915  df-mnd 18931  df-grp 19154  df-minusg 19155  df-mulg 19285  df-subg 19340  df-cmn 20003  df-abl 20004  df-mgp 20368  df-rng 20382  df-ur 20415  df-ring 20468  df-cring 20469  df-subrg 20829  df-lmod 21144  df-cnfld 21686  df-clm 25391

This theorem is used by:  clmzlmvsca  25441  minveclem2  25754