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

Theorem frlmbas 21775
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 6919 . . . . 5 (ringLMod‘𝑅) ∈ V
2 fnconstg 6796 . . . . 5 ((ringLMod‘𝑅) ∈ V → (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼)
31, 2ax-mp 5 . . . 4 (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼
4 eqid 2737 . . . . 5 (𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) = (𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))
5 eqid 2737 . . . . 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 21757 . . . 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 690 . . 3 (𝐼𝑊 → {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin} = (Base‘(𝑅m (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
87adantl 481 . 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 7006 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼𝑥𝐼) → ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) = (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)))
113, 10mpan 690 . . . . . . . . . . . 12 (𝑥𝐼 → ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) = (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)))
1211adantl 481 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) = (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)))
131fvconst2 7224 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝑥𝐼 → ((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥) = (ringLMod‘𝑅))
1413adantl 481 . . . . . . . . . . . . 13 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → ((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥) = (ringLMod‘𝑅))
1514fveq2d 6910 . . . . . . . . . . . 12 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)) = (0g‘(ringLMod‘𝑅)))
16 frlmbas.z . . . . . . . . . . . . 13 0 = (0g𝑅)
17 rlm0 21202 . . . . . . . . . . . . 13 (0g𝑅) = (0g‘(ringLMod‘𝑅))
1816, 17eqtri 2765 . . . . . . . . . . . 12 0 = (0g‘(ringLMod‘𝑅))
1915, 18eqtr4di 2795 . . . . . . . . . . 11 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → (0g‘((𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})‘𝑥)) = 0 )
2012, 19eqtrd 2777 . . . . . . . . . 10 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) = 0 )
2120neeq2d 3001 . . . . . . . . 9 ((((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) ∧ 𝑥𝐼) → ((𝑘𝑥) ≠ ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥) ↔ (𝑘𝑥) ≠ 0 ))
2221rabbidva 3443 . . . . . . . 8 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ ((0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))‘𝑥)} = {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ 0 })
23 elmapfn 8905 . . . . . . . . . 10 (𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) → 𝑘 Fn 𝐼)
2423adantl 481 . . . . . . . . 9 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → 𝑘 Fn 𝐼)
25 fn0g 18676 . . . . . . . . . 10 0g Fn V
26 ssv 4008 . . . . . . . . . 10 ran (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) ⊆ V
27 fnco 6686 . . . . . . . . . 10 ((0g Fn V ∧ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) Fn 𝐼 ∧ ran (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}) ⊆ V) → (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) Fn 𝐼)
2825, 3, 26, 27mp3an 1463 . . . . . . . . 9 (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) Fn 𝐼
29 fndmdif 7062 . . . . . . . . 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 769 . . . . . . . . 9 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → 𝐼𝑊)
3216fvexi 6920 . . . . . . . . . 10 0 ∈ V
3332a1i 11 . . . . . . . . 9 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → 0 ∈ V)
34 suppvalfn 8193 . . . . . . . . 9 ((𝑘 Fn 𝐼𝐼𝑊0 ∈ V) → (𝑘 supp 0 ) = {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ 0 })
3524, 31, 33, 34syl3anc 1373 . . . . . . . 8 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (𝑘 supp 0 ) = {𝑥𝐼 ∣ (𝑘𝑥) ≠ 0 })
3622, 30, 353eqtr4d 2787 . . . . . . 7 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) = (𝑘 supp 0 ))
3736eleq1d 2826 . . . . . 6 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin ↔ (𝑘 supp 0 ) ∈ Fin))
38 elmapfun 8906 . . . . . . . . 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 1129 . . . . . . . 8 (𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) → (Fun 𝑘𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∧ 0 ∈ V))
4241adantl 481 . . . . . . 7 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (Fun 𝑘𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∧ 0 ∈ V))
43 funisfsupp 9407 . . . . . . 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 282 . . . . 5 (((𝑅𝑉𝐼𝑊) ∧ 𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼)) → (dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin ↔ 𝑘 finSupp 0 ))
4645rabbidva 3443 . . . 4 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin} = {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ 𝑘 finSupp 0 })
47 eqid 2737 . . . . . . . . 9 ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)
48 frlmbas.n . . . . . . . . . 10 𝑁 = (Base‘𝑅)
49 rlmbas 21200 . . . . . . . . . 10 (Base‘𝑅) = (Base‘(ringLMod‘𝑅))
5048, 49eqtri 2765 . . . . . . . . 9 𝑁 = (Base‘(ringLMod‘𝑅))
5147, 50pwsbas 17532 . . . . . . . 8 (((ringLMod‘𝑅) ∈ V ∧ 𝐼𝑊) → (𝑁m 𝐼) = (Base‘((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)))
521, 51mpan 690 . . . . . . 7 (𝐼𝑊 → (𝑁m 𝐼) = (Base‘((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)))
5352adantl 481 . . . . . 6 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (𝑁m 𝐼) = (Base‘((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)))
54 eqid 2737 . . . . . . . . . . 11 (Scalar‘(ringLMod‘𝑅)) = (Scalar‘(ringLMod‘𝑅))
5547, 54pwsval 17531 . . . . . . . . . 10 (((ringLMod‘𝑅) ∈ V ∧ 𝐼𝑊) → ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = ((Scalar‘(ringLMod‘𝑅))Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
561, 55mpan 690 . . . . . . . . 9 (𝐼𝑊 → ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = ((Scalar‘(ringLMod‘𝑅))Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
5756adantl 481 . . . . . . . 8 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = ((Scalar‘(ringLMod‘𝑅))Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
58 rlmsca 21205 . . . . . . . . . 10 (𝑅𝑉𝑅 = (Scalar‘(ringLMod‘𝑅)))
5958adantr 480 . . . . . . . . 9 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘(ringLMod‘𝑅)))
6059oveq1d 7446 . . . . . . . 8 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})) = ((Scalar‘(ringLMod‘𝑅))Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
6157, 60eqtr4d 2780 . . . . . . 7 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → ((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼) = (𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
6261fveq2d 6910 . . . . . 6 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (Base‘((ringLMod‘𝑅) ↑s 𝐼)) = (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
6353, 62eqtrd 2777 . . . . 5 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (𝑁m 𝐼) = (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
6463rabeqdv 3452 . . . 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 2779 . . 3 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → {𝑘 ∈ (𝑁m 𝐼) ∣ 𝑘 finSupp 0 } = {𝑘 ∈ (Base‘(𝑅Xs(𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∣ dom (𝑘 ∖ (0g ∘ (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))) ∈ Fin})
669, 65eqtrid 2789 . 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 21768 . . 3 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → 𝐹 = (𝑅m (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)})))
6968fveq2d 6910 . 2 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → (Base‘𝐹) = (Base‘(𝑅m (𝐼 × {(ringLMod‘𝑅)}))))
708, 66, 693eqtr4d 2787 1 ((𝑅𝑉𝐼𝑊) → 𝐵 = (Base‘𝐹))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1540  wcel 2108  wne 2940  {crab 3436  Vcvv 3480  cdif 3948  wss 3951  {csn 4626   class class class wbr 5143   × cxp 5683  dom cdm 5685  ran crn 5686  ccom 5689  Fun wfun 6555   Fn wfn 6556  cfv 6561  (class class class)co 7431   supp csupp 8185  m cmap 8866  Fincfn 8985   finSupp cfsupp 9401  Basecbs 17247  Scalarcsca 17300  0gc0g 17484  Xscprds 17490  s cpws 17491  ringLModcrglmod 21171  m cdsmm 21751   freeLMod cfrlm 21766
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2708  ax-rep 5279  ax-sep 5296  ax-nul 5306  ax-pow 5365  ax-pr 5432  ax-un 7755  ax-cnex 11211  ax-resscn 11212  ax-1cn 11213  ax-icn 11214  ax-addcl 11215  ax-addrcl 11216  ax-mulcl 11217  ax-mulrcl 11218  ax-mulcom 11219  ax-addass 11220  ax-mulass 11221  ax-distr 11222  ax-i2m1 11223  ax-1ne0 11224  ax-1rid 11225  ax-rnegex 11226  ax-rrecex 11227  ax-cnre 11228  ax-pre-lttri 11229  ax-pre-lttrn 11230  ax-pre-ltadd 11231  ax-pre-mulgt0 11232
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2729  df-clel 2816  df-nfc 2892  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3381  df-rab 3437  df-v 3482  df-sbc 3789  df-csb 3900  df-dif 3954  df-un 3956  df-in 3958  df-ss 3968  df-pss 3971  df-nul 4334  df-if 4526  df-pw 4602  df-sn 4627  df-pr 4629  df-tp 4631  df-op 4633  df-uni 4908  df-iun 4993  df-br 5144  df-opab 5206  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5578  df-eprel 5584  df-po 5592  df-so 5593  df-fr 5637  df-we 5639  df-xp 5691  df-rel 5692  df-cnv 5693  df-co 5694  df-dm 5695  df-rn 5696  df-res 5697  df-ima 5698  df-pred 6321  df-ord 6387  df-on 6388  df-lim 6389  df-suc 6390  df-iota 6514  df-fun 6563  df-fn 6564  df-f 6565  df-f1 6566  df-fo 6567  df-f1o 6568  df-fv 6569  df-riota 7388  df-ov 7434  df-oprab 7435  df-mpo 7436  df-om 7888  df-1st 8014  df-2nd 8015  df-supp 8186  df-frecs 8306  df-wrecs 8337  df-recs 8411  df-rdg 8450  df-1o 8506  df-er 8745  df-map 8868  df-ixp 8938  df-en 8986  df-dom 8987  df-sdom 8988  df-fin 8989  df-fsupp 9402  df-sup 9482  df-pnf 11297  df-mnf 11298  df-xr 11299  df-ltxr 11300  df-le 11301  df-sub 11494  df-neg 11495  df-nn 12267  df-2 12329  df-3 12330  df-4 12331  df-5 12332  df-6 12333  df-7 12334  df-8 12335  df-9 12336  df-n0 12527  df-z 12614  df-dec 12734  df-uz 12879  df-fz 13548  df-struct 17184  df-sets 17201  df-slot 17219  df-ndx 17231  df-base 17248  df-ress 17275  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ds 17319  df-hom 17321  df-cco 17322  df-0g 17486  df-prds 17492  df-pws 17494  df-sra 21172  df-rgmod 21173  df-dsmm 21752  df-frlm 21767
This theorem is referenced by:  frlmelbas  21776  frlmfibas  21782  ellspd  21822  islindf4  21858  rrxbase  25422  rrxds  25427  prjcrv0  42643  frlmpwfi  43110
  Copyright terms: Public domain W3C validator