Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  frlmdim Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem frlmdim 33638
Description: Dimension of a free left module. (Contributed by Thierry Arnoux, 20-May-2023.)
Hypothesis
Ref Expression
frlmdim.f 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
Assertion
Ref Expression
frlmdim ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (dim‘𝐹) = (♯‘𝐼))

Proof of Theorem frlmdim
Dummy variables 𝑗 𝑘 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 frlmdim.f . . . 4 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
21frlmlvec 21798 . . 3 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → 𝐹 ∈ LVec)
3 drngring 20752 . . . 4 (𝑅 ∈ DivRing → 𝑅 ∈ Ring)
4 eqid 2734 . . . . 5 (𝑅 unitVec 𝐼) = (𝑅 unitVec 𝐼)
5 eqid 2734 . . . . 5 (LBasis‘𝐹) = (LBasis‘𝐹)
61, 4, 5frlmlbs 21834 . . . 4 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑉) → ran (𝑅 unitVec 𝐼) ∈ (LBasis‘𝐹))
73, 6sylan 580 . . 3 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → ran (𝑅 unitVec 𝐼) ∈ (LBasis‘𝐹))
85dimval 33627 . . 3 ((𝐹 ∈ LVec ∧ ran (𝑅 unitVec 𝐼) ∈ (LBasis‘𝐹)) → (dim‘𝐹) = (♯‘ran (𝑅 unitVec 𝐼)))
92, 7, 8syl2anc 584 . 2 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (dim‘𝐹) = (♯‘ran (𝑅 unitVec 𝐼)))
10 simpr 484 . . 3 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → 𝐼𝑉)
11 drngnzr 20764 . . . 4 (𝑅 ∈ DivRing → 𝑅 ∈ NzRing)
12 eqid 2734 . . . . 5 (Base‘𝐹) = (Base‘𝐹)
134, 1, 12uvcf1 21829 . . . 4 ((𝑅 ∈ NzRing ∧ 𝐼𝑉) → (𝑅 unitVec 𝐼):𝐼1-1→(Base‘𝐹))
1411, 13sylan 580 . . 3 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (𝑅 unitVec 𝐼):𝐼1-1→(Base‘𝐹))
15 hashf1rn 14387 . . 3 ((𝐼𝑉 ∧ (𝑅 unitVec 𝐼):𝐼1-1→(Base‘𝐹)) → (♯‘(𝑅 unitVec 𝐼)) = (♯‘ran (𝑅 unitVec 𝐼)))
1610, 14, 15syl2anc 584 . 2 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (♯‘(𝑅 unitVec 𝐼)) = (♯‘ran (𝑅 unitVec 𝐼)))
17 mptexg 7240 . . . . . . 7 (𝐼𝑉 → (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅))) ∈ V)
1817ad2antlr 727 . . . . . 6 (((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) ∧ 𝑗𝐼) → (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅))) ∈ V)
1918ralrimiva 3143 . . . . 5 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → ∀𝑗𝐼 (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅))) ∈ V)
20 eqid 2734 . . . . . 6 (𝑗𝐼 ↦ (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅)))) = (𝑗𝐼 ↦ (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅))))
2120fnmpt 6708 . . . . 5 (∀𝑗𝐼 (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅))) ∈ V → (𝑗𝐼 ↦ (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅)))) Fn 𝐼)
2219, 21syl 17 . . . 4 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (𝑗𝐼 ↦ (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅)))) Fn 𝐼)
23 eqid 2734 . . . . . 6 (1r𝑅) = (1r𝑅)
24 eqid 2734 . . . . . 6 (0g𝑅) = (0g𝑅)
254, 23, 24uvcfval 21821 . . . . 5 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (𝑅 unitVec 𝐼) = (𝑗𝐼 ↦ (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅)))))
2625fneq1d 6661 . . . 4 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → ((𝑅 unitVec 𝐼) Fn 𝐼 ↔ (𝑗𝐼 ↦ (𝑘𝐼 ↦ if(𝑘 = 𝑗, (1r𝑅), (0g𝑅)))) Fn 𝐼))
2722, 26mpbird 257 . . 3 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (𝑅 unitVec 𝐼) Fn 𝐼)
28 hashfn 14410 . . 3 ((𝑅 unitVec 𝐼) Fn 𝐼 → (♯‘(𝑅 unitVec 𝐼)) = (♯‘𝐼))
2927, 28syl 17 . 2 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (♯‘(𝑅 unitVec 𝐼)) = (♯‘𝐼))
309, 16, 293eqtr2d 2780 1 ((𝑅 ∈ DivRing ∧ 𝐼𝑉) → (dim‘𝐹) = (♯‘𝐼))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395   = wceq 1536  wcel 2105  wral 3058  Vcvv 3477  ifcif 4530  cmpt 5230  ran crn 5689   Fn wfn 6557  1-1wf1 6559  cfv 6562  (class class class)co 7430  chash 14365  Basecbs 17244  0gc0g 17485  1rcur 20198  Ringcrg 20250  NzRingcnzr 20528  DivRingcdr 20745  LBasisclbs 21090  LVecclvec 21118   freeLMod cfrlm 21783   unitVec cuvc 21819  dimcldim 33625
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1791  ax-4 1805  ax-5 1907  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2138  ax-11 2154  ax-12 2174  ax-ext 2705  ax-rep 5284  ax-sep 5301  ax-nul 5311  ax-pow 5370  ax-pr 5437  ax-un 7753  ax-reg 9629  ax-inf2 9678  ax-ac2 10500  ax-cnex 11208  ax-resscn 11209  ax-1cn 11210  ax-icn 11211  ax-addcl 11212  ax-addrcl 11213  ax-mulcl 11214  ax-mulrcl 11215  ax-mulcom 11216  ax-addass 11217  ax-mulass 11218  ax-distr 11219  ax-i2m1 11220  ax-1ne0 11221  ax-1rid 11222  ax-rnegex 11223  ax-rrecex 11224  ax-cnre 11225  ax-pre-lttri 11226  ax-pre-lttrn 11227  ax-pre-ltadd 11228  ax-pre-mulgt0 11229
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1539  df-fal 1549  df-ex 1776  df-nf 1780  df-sb 2062  df-mo 2537  df-eu 2566  df-clab 2712  df-cleq 2726  df-clel 2813  df-nfc 2889  df-ne 2938  df-nel 3044  df-ral 3059  df-rex 3068  df-rmo 3377  df-reu 3378  df-rab 3433  df-v 3479  df-sbc 3791  df-csb 3908  df-dif 3965  df-un 3967  df-in 3969  df-ss 3979  df-pss 3982  df-nul 4339  df-if 4531  df-pw 4606  df-sn 4631  df-pr 4633  df-tp 4635  df-op 4637  df-uni 4912  df-int 4951  df-iun 4997  df-iin 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5582  df-eprel 5588  df-po 5596  df-so 5597  df-fr 5640  df-se 5641  df-we 5642  df-xp 5694  df-rel 5695  df-cnv 5696  df-co 5697  df-dm 5698  df-rn 5699  df-res 5700  df-ima 5701  df-pred 6322  df-ord 6388  df-on 6389  df-lim 6390  df-suc 6391  df-iota 6515  df-fun 6564  df-fn 6565  df-f 6566  df-f1 6567  df-fo 6568  df-f1o 6569  df-fv 6570  df-isom 6571  df-riota 7387  df-ov 7433  df-oprab 7434  df-mpo 7435  df-of 7696  df-om 7887  df-1st 8012  df-2nd 8013  df-supp 8184  df-tpos 8249  df-frecs 8304  df-wrecs 8335  df-recs 8409  df-rdg 8448  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8743  df-map 8866  df-ixp 8936  df-en 8984  df-dom 8985  df-sdom 8986  df-fin 8987  df-fsupp 9399  df-sup 9479  df-oi 9547  df-r1 9801  df-rank 9802  df-card 9976  df-acn 9979  df-ac 10153  df-pnf 11294  df-mnf 11295  df-xr 11296  df-ltxr 11297  df-le 11298  df-sub 11491  df-neg 11492  df-nn 12264  df-2 12326  df-3 12327  df-4 12328  df-5 12329  df-6 12330  df-7 12331  df-8 12332  df-9 12333  df-n0 12524  df-xnn0 12597  df-z 12611  df-dec 12731  df-uz 12876  df-fz 13544  df-fzo 13691  df-seq 14039  df-hash 14366  df-struct 17180  df-sets 17197  df-slot 17215  df-ndx 17227  df-base 17245  df-ress 17274  df-plusg 17310  df-mulr 17311  df-sca 17313  df-vsca 17314  df-ip 17315  df-tset 17316  df-ple 17317  df-ocomp 17318  df-ds 17319  df-hom 17321  df-cco 17322  df-0g 17487  df-gsum 17488  df-prds 17493  df-pws 17495  df-mre 17630  df-mrc 17631  df-mri 17632  df-acs 17633  df-proset 18351  df-drs 18352  df-poset 18370  df-ipo 18585  df-mgm 18665  df-sgrp 18744  df-mnd 18760  df-mhm 18808  df-submnd 18809  df-grp 18966  df-minusg 18967  df-sbg 18968  df-mulg 19098  df-subg 19153  df-ghm 19243  df-cntz 19347  df-cmn 19814  df-abl 19815  df-mgp 20152  df-rng 20170  df-ur 20199  df-ring 20252  df-oppr 20350  df-dvdsr 20373  df-unit 20374  df-invr 20404  df-nzr 20529  df-subrg 20586  df-drng 20747  df-lmod 20876  df-lss 20947  df-lsp 20987  df-lmhm 21038  df-lbs 21091  df-lvec 21119  df-sra 21189  df-rgmod 21190  df-dsmm 21769  df-frlm 21784  df-uvc 21820  df-dim 33626
This theorem is referenced by:  rrxdim  33641  matdim  33642
  Copyright terms: Public domain W3C validator