MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  frlmbas Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem frlmbas 20818
Description: Base set of the free module. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Feb-2015.) (Revised by AV, 23-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
frlmval.f 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
frlmbas.n 𝑁 = (Base‘𝑅)
frlmbas.z 0 = (0g𝑅)
frlmbas.b 𝐵 = {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ 𝑘 finSupp 0 }
Assertion
Ref Expression
frlmbas ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → 𝐵 = (Base‘𝐹))
Distinct variable groups:   𝑘,𝑁   𝑅,𝑘   𝑘,𝐼   𝑘,𝑊   𝑘,𝑉   0 ,𝑘
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑘)   𝐹(𝑘)

Proof of Theorem frlmbas
Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 fvex 6680 . . . . 5 (ringLMod‘𝑅) ∈ V
2 fnconstg 6564 . . . . 5 ((ringLMod‘𝑅) ∈ V → (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼)
31, 2ax-mp 5 . . . 4 (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼
4 eqid 2826 . . . . 5 (𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) = (𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))
5 eqid 2826 . . . . 5 {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin} = {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin}
64, 5dsmmbas2 20800 . . . 4 (((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼𝐼𝑊) → {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin} = (Base‘(𝑅m (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
73, 6mpan 686 . . 3 (𝐼𝑊 → {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin} = (Base‘(𝑅m (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
87adantl 482 . 2 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin} = (Base‘(𝑅m (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
9 frlmbas.b . . 3 𝐵 = {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ 𝑘 finSupp 0 }
10 fvco2 6755 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼𝑥𝐼) → ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) = (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)))
113, 10mpan 686 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥𝐼 → ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) = (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)))
1211adantl 482 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) = (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)))
131fvconst2 6962 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥𝐼 → ((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥) = (ringLMod‘𝑅))
1413adantl 482 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → ((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥) = (ringLMod‘𝑅))
1514fveq2d 6671 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)) = (0g‘(ringLMod‘𝑅)))
16 frlmbas.z . . . . . . . . . . . . 13 0 = (0g𝑅)
17 rlm0 19889 . . . . . . . . . . . . 13 (0g𝑅) = (0g‘(ringLMod‘𝑅))
1816, 17eqtri 2849 . . . . . . . . . . . 12 0 = (0g‘(ringLMod‘𝑅))
1915, 18syl6eqr 2879 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)) = 0 )
2012, 19eqtrd 2861 . . . . . . . . . 10 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) = 0 )
2120neeq2d 3081 . . . . . . . . 9 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → ((𝑘𝑥) ≠ ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) ↔ (𝑘𝑥) ≠ 0 ))
2221rabbidva 3484 . . . . . . . 8 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥)} = {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ 0 })
23 elmapfn 8419 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) → 𝑘 Fn 𝐼)
2423adantl 482 . . . . . . . . 9 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → 𝑘 Fn 𝐼)
25 fn0g 17862 . . . . . . . . . 10 0g Fn V
26 ssv 3995 . . . . . . . . . 10 ran (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) ⊆ V
27 fnco 6462 . . . . . . . . . 10 ((0g Fn V ∧ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼 ∧ ran (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) ⊆ V) → (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) Fn 𝐼)
2825, 3, 26, 27mp3an 1454 . . . . . . . . 9 (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) Fn 𝐼
29 fndmdif 6808 . . . . . . . . 9 ((𝑘 Fn 𝐼 ∧ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) Fn 𝐼) → dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) = {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥)})
3024, 28, 29sylancl 586 . . . . . . . 8 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) = {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥)})
31 simplr 765 . . . . . . . . 9 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → 𝐼𝑊)
3216fvexi 6681 . . . . . . . . . 10 0 ∈ V
3332a1i 11 . . . . . . . . 9 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → 0 ∈ V)
34 suppvalfn 7828 . . . . . . . . 9 ((𝑘 Fn 𝐼𝐼𝑊0 ∈ V) → (𝑘 supp 0 ) = {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ 0 })
3524, 31, 33, 34syl3anc 1365 . . . . . . . 8 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (𝑘 supp 0 ) = {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ 0 })
3622, 30, 353eqtr4d 2871 . . . . . . 7 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) = (𝑘 supp 0 ))
3736eleq1d 2902 . . . . . 6 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin ↔ (𝑘 supp 0 ) ∈ Fin))
38 elmapfun 8420 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) → Fun 𝑘)
39 id 22 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) → 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼))
4032a1i 11 . . . . . . . . 9 (𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) → 0 ∈ V)
4138, 39, 403jca 1122 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) → (Fun 𝑘𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∧ 0 ∈ V))
4241adantl 482 . . . . . . 7 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (Fun 𝑘𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∧ 0 ∈ V))
43 funisfsupp 8827 . . . . . . 7 ((Fun 𝑘𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∧ 0 ∈ V) → (𝑘 finSupp 0 ↔ (𝑘 supp 0 ) ∈ Fin))
4442, 43syl 17 . . . . . 6 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (𝑘 finSupp 0 ↔ (𝑘 supp 0 ) ∈ Fin))
4537, 44bitr4d 283 . . . . 5 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin ↔ 𝑘 finSupp 0 ))
4645rabbidva 3484 . . . 4 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin} = {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ 𝑘 finSupp 0 })
47 eqid 2826 . . . . . . . . 9 ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)
48 frlmbas.n . . . . . . . . . 10 𝑁 = (Base‘𝑅)
49 rlmbas 19887 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑅) = (Base‘(ringLMod‘𝑅))
5048, 49eqtri 2849 . . . . . . . . 9 𝑁 = (Base‘(ringLMod‘𝑅))
5147, 50pwsbas 16750 . . . . . . . 8 (((ringLMod‘𝑅) ∈ V ∧ 𝐼𝑊) → (𝑁m 𝐼) = (Base‘((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)))
521, 51mpan 686 . . . . . . 7 (𝐼𝑊 → (𝑁m 𝐼) = (Base‘((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)))
5352adantl 482 . . . . . 6 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (𝑁m 𝐼) = (Base‘((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)))
54 eqid 2826 . . . . . . . . . . 11 (Scalar‘(ringLMod‘𝑅)) = (Scalar‘(ringLMod‘𝑅))
5547, 54pwsval 16749 . . . . . . . . . 10 (((ringLMod‘𝑅) ∈ V ∧ 𝐼𝑊) → ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = ((Scalar‘(ringLMod‘𝑅))Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
561, 55mpan 686 . . . . . . . . 9 (𝐼𝑊 → ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = ((Scalar‘(ringLMod‘𝑅))Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
5756adantl 482 . . . . . . . 8 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = ((Scalar‘(ringLMod‘𝑅))Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
58 rlmsca 19892 . . . . . . . . . 10 (𝑅𝑉𝑅 = (Scalar‘(ringLMod‘𝑅)))
5958adantr 481 . . . . . . . . 9 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘(ringLMod‘𝑅)))
6059oveq1d 7163 . . . . . . . 8 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) = ((Scalar‘(ringLMod‘𝑅))Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
6157, 60eqtr4d 2864 . . . . . . 7 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = (𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
6261fveq2d 6671 . . . . . 6 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (Base‘((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)) = (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
6353, 62eqtrd 2861 . . . . 5 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (𝑁m 𝐼) = (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
6463rabeqdv 3490 . . . 4 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin} = {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin})
6546, 64eqtr3d 2863 . . 3 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ 𝑘 finSupp 0 } = {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin})
669, 65syl5eq 2873 . 2 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → 𝐵 = {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin})
67 frlmval.f . . . 4 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
6867frlmval 20811 . . 3 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → 𝐹 = (𝑅m (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
6968fveq2d 6671 . 2 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (Base‘𝐹) = (Base‘(𝑅m (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
708, 66, 693eqtr4d 2871 1 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → 𝐵 = (Base‘𝐹))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 207  wa 396  w3a 1081   = wceq 1530  wcel 2107  wne 3021  {crab 3147  Vcvv 3500  cdif 3937  wss 3940  {csn 4564   class class class wbr 5063   × cxp 5552  dom cdm 5554  ran crn 5555  ccom 5558  Fun wfun 6346   Fn wfn 6347  cfv 6352  (class class class)co 7148   supp csupp 7821  m cmap 8396  Fincfn 8498   finSupp cfsupp 8822  Basecbs 16473  Scalarcsca 16558  0gc0g 16703  Xscprds 16709  s cpws 16710  ringLModcrglmod 19861  m cdsmm 20794   freeLMod cfrlm 20809
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1904  ax-6 1963  ax-7 2008  ax-8 2109  ax-9 2117  ax-10 2138  ax-11 2153  ax-12 2169  ax-ext 2798  ax-rep 5187  ax-sep 5200  ax-nul 5207  ax-pow 5263  ax-pr 5326  ax-un 7451  ax-cnex 10582  ax-resscn 10583  ax-1cn 10584  ax-icn 10585  ax-addcl 10586  ax-addrcl 10587  ax-mulcl 10588  ax-mulrcl 10589  ax-mulcom 10590  ax-addass 10591  ax-mulass 10592  ax-distr 10593  ax-i2m1 10594  ax-1ne0 10595  ax-1rid 10596  ax-rnegex 10597  ax-rrecex 10598  ax-cnre 10599  ax-pre-lttri 10600  ax-pre-lttrn 10601  ax-pre-ltadd 10602  ax-pre-mulgt0 10603
This theorem depends on definitions:  df-bi 208  df-an 397  df-or 844  df-3or 1082  df-3an 1083  df-tru 1533  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2063  df-mo 2620  df-eu 2652  df-clab 2805  df-cleq 2819  df-clel 2898  df-nfc 2968  df-ne 3022  df-nel 3129  df-ral 3148  df-rex 3149  df-reu 3150  df-rab 3152  df-v 3502  df-sbc 3777  df-csb 3888  df-dif 3943  df-un 3945  df-in 3947  df-ss 3956  df-pss 3958  df-nul 4296  df-if 4471  df-pw 4544  df-sn 4565  df-pr 4567  df-tp 4569  df-op 4571  df-uni 4838  df-int 4875  df-iun 4919  df-br 5064  df-opab 5126  df-mpt 5144  df-tr 5170  df-id 5459  df-eprel 5464  df-po 5473  df-so 5474  df-fr 5513  df-we 5515  df-xp 5560  df-rel 5561  df-cnv 5562  df-co 5563  df-dm 5564  df-rn 5565  df-res 5566  df-ima 5567  df-pred 6146  df-ord 6192  df-on 6193  df-lim 6194  df-suc 6195  df-iota 6312  df-fun 6354  df-fn 6355  df-f 6356  df-f1 6357  df-fo 6358  df-f1o 6359  df-fv 6360  df-riota 7106  df-ov 7151  df-oprab 7152  df-mpo 7153  df-om 7569  df-1st 7680  df-2nd 7681  df-supp 7822  df-wrecs 7938  df-recs 7999  df-rdg 8037  df-1o 8093  df-oadd 8097  df-er 8279  df-map 8398  df-ixp 8451  df-en 8499  df-dom 8500  df-sdom 8501  df-fin 8502  df-fsupp 8823  df-sup 8895  df-pnf 10666  df-mnf 10667  df-xr 10668  df-ltxr 10669  df-le 10670  df-sub 10861  df-neg 10862  df-nn 11628  df-2 11689  df-3 11690  df-4 11691  df-5 11692  df-6 11693  df-7 11694  df-8 11695  df-9 11696  df-n0 11887  df-z 11971  df-dec 12088  df-uz 12233  df-fz 12883  df-struct 16475  df-ndx 16476  df-slot 16477  df-base 16479  df-sets 16480  df-ress 16481  df-plusg 16568  df-mulr 16569  df-sca 16571  df-vsca 16572  df-ip 16573  df-tset 16574  df-ple 16575  df-ds 16577  df-hom 16579  df-cco 16580  df-0g 16705  df-prds 16711  df-pws 16713  df-sra 19864  df-rgmod 19865  df-dsmm 20795  df-frlm 20810
This theorem is referenced by:  frlmelbas  20819  frlmfibas  20825  ellspd  20865  islindf4  20901  rrxbase  23909  rrxds  23914  frlmpwfi  39566
  Copyright terms: Public domain W3C validator