Users' Mathboxes Mathbox for Steven Nguyen < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  frlmsnic Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem frlmsnic 42535
Description: Given a free module with a singleton as the index set, that is, a free module of one-dimensional vectors, the function that maps each vector to its coordinate is a module isomorphism from that module to its ring of scalars seen as a module. (Contributed by Steven Nguyen, 18-Aug-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
frlmsnic.w 𝑊 = (𝐾 freeLMod {𝐼})
frlmsnic.1 𝐹 = (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼))
Assertion
Ref Expression
frlmsnic ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹 ∈ (𝑊 LMIso (ringLMod‘𝐾)))
Distinct variable groups:   𝑥,𝐼   𝑥,𝐾   𝑥,𝐹   𝑥,𝑊

Proof of Theorem frlmsnic
Dummy variables 𝑦 𝑢 𝑡 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2730 . . 3 (Base‘𝑊) = (Base‘𝑊)
2 eqid 2730 . . 3 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
3 eqid 2730 . . 3 ( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾)) = ( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))
4 eqid 2730 . . 3 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
5 eqid 2730 . . 3 (Scalar‘(ringLMod‘𝐾)) = (Scalar‘(ringLMod‘𝐾))
6 eqid 2730 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
7 snex 5394 . . . . 5 {𝐼} ∈ V
8 frlmsnic.w . . . . . 6 𝑊 = (𝐾 freeLMod {𝐼})
98frlmlmod 21665 . . . . 5 ((𝐾 ∈ Ring ∧ {𝐼} ∈ V) → 𝑊 ∈ LMod)
107, 9mpan2 691 . . . 4 (𝐾 ∈ Ring → 𝑊 ∈ LMod)
1110adantr 480 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝑊 ∈ LMod)
12 rlmlmod 21117 . . . 4 (𝐾 ∈ Ring → (ringLMod‘𝐾) ∈ LMod)
1312adantr 480 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (ringLMod‘𝐾) ∈ LMod)
14 rlmsca 21112 . . . . 5 (𝐾 ∈ Ring → 𝐾 = (Scalar‘(ringLMod‘𝐾)))
1514adantr 480 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐾 = (Scalar‘(ringLMod‘𝐾)))
168frlmsca 21669 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Ring ∧ {𝐼} ∈ V) → 𝐾 = (Scalar‘𝑊))
177, 16mpan2 691 . . . . 5 (𝐾 ∈ Ring → 𝐾 = (Scalar‘𝑊))
1817adantr 480 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐾 = (Scalar‘𝑊))
1915, 18eqtr3d 2767 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (Scalar‘(ringLMod‘𝐾)) = (Scalar‘𝑊))
20 rlmbas 21107 . . . 4 (Base‘𝐾) = (Base‘(ringLMod‘𝐾))
21 eqid 2730 . . . 4 (+g𝑊) = (+g𝑊)
22 rlmplusg 21108 . . . 4 (+g𝐾) = (+g‘(ringLMod‘𝐾))
23 lmodgrp 20780 . . . . 5 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
2411, 23syl 17 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝑊 ∈ Grp)
25 lmodgrp 20780 . . . . . 6 ((ringLMod‘𝐾) ∈ LMod → (ringLMod‘𝐾) ∈ Grp)
2612, 25syl 17 . . . . 5 (𝐾 ∈ Ring → (ringLMod‘𝐾) ∈ Grp)
2726adantr 480 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (ringLMod‘𝐾) ∈ Grp)
28 eqid 2730 . . . . . . . . 9 (Base‘𝐾) = (Base‘𝐾)
298, 28, 1frlmbasf 21676 . . . . . . . 8 (({𝐼} ∈ V ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → 𝑥:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
307, 29mpan 690 . . . . . . 7 (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) → 𝑥:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
3130adantl 481 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → 𝑥:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
32 snidg 4627 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ V → 𝐼 ∈ {𝐼})
3332adantl 481 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐼 ∈ {𝐼})
3433adantr 480 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → 𝐼 ∈ {𝐼})
3531, 34ffvelcdmd 7060 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝑥𝐼) ∈ (Base‘𝐾))
36 frlmsnic.1 . . . . 5 𝐹 = (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼))
3735, 36fmptd 7089 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹:(Base‘𝑊)⟶(Base‘𝐾))
38 simpll 766 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝐾 ∈ Ring)
397a1i 11 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → {𝐼} ∈ V)
40 simprl 770 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝑊))
41 simprr 772 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))
4233adantr 480 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝐼 ∈ {𝐼})
43 eqid 2730 . . . . . 6 (+g𝐾) = (+g𝐾)
448, 1, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 21frlmvplusgvalc 21683 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥(+g𝑊)𝑦)‘𝐼) = ((𝑥𝐼)(+g𝐾)(𝑦𝐼)))
4511adantr 480 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑊 ∈ LMod)
461, 21lmodvacl 20788 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝑥(+g𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊))
4745, 40, 41, 46syl3anc 1373 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝑥(+g𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊))
48 fveq1 6860 . . . . . . 7 (𝑡 = (𝑥(+g𝑊)𝑦) → (𝑡𝐼) = ((𝑥(+g𝑊)𝑦)‘𝐼))
49 fveq1 6860 . . . . . . . . 9 (𝑥 = 𝑡 → (𝑥𝐼) = (𝑡𝐼))
5049cbvmptv 5214 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼)) = (𝑡 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑡𝐼))
5136, 50eqtri 2753 . . . . . . 7 𝐹 = (𝑡 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑡𝐼))
52 fvexd 6876 . . . . . . 7 (𝑡 ∈ (Base‘𝑊) → (𝑡𝐼) ∈ V)
5348, 51, 52fvmpt3 6975 . . . . . 6 ((𝑥(+g𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑊)𝑦)) = ((𝑥(+g𝑊)𝑦)‘𝐼))
5447, 53syl 17 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑊)𝑦)) = ((𝑥(+g𝑊)𝑦)‘𝐼))
5536a1i 11 . . . . . . . 8 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝐹 = (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼)))
56 fvexd 6876 . . . . . . . 8 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝑥𝐼) ∈ V)
5755, 56fvmpt2d 6984 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘𝑊)) → (𝐹𝑥) = (𝑥𝐼))
5840, 57mpdan 687 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹𝑥) = (𝑥𝐼))
59 fveq1 6860 . . . . . . . 8 (𝑥 = 𝑦 → (𝑥𝐼) = (𝑦𝐼))
60 fvexd 6876 . . . . . . . 8 (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) → (𝑥𝐼) ∈ V)
6159, 36, 60fvmpt3 6975 . . . . . . 7 (𝑦 ∈ (Base‘𝑊) → (𝐹𝑦) = (𝑦𝐼))
6241, 61syl 17 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹𝑦) = (𝑦𝐼))
6358, 62oveq12d 7408 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝐹𝑥)(+g𝐾)(𝐹𝑦)) = ((𝑥𝐼)(+g𝐾)(𝑦𝐼)))
6444, 54, 633eqtr4d 2775 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑥(+g𝑊)𝑦)) = ((𝐹𝑥)(+g𝐾)(𝐹𝑦)))
651, 20, 21, 22, 24, 27, 37, 64isghmd 19164 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹 ∈ (𝑊 GrpHom (ringLMod‘𝐾)))
667a1i 11 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → {𝐼} ∈ V)
6718eqcomd 2736 . . . . . . . . . 10 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (Scalar‘𝑊) = 𝐾)
6867fveq2d 6865 . . . . . . . . 9 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘𝐾))
6968eleq2d 2815 . . . . . . . 8 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ↔ 𝑥 ∈ (Base‘𝐾)))
7069biimpa 476 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐾))
7170adantrr 717 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑥 ∈ (Base‘𝐾))
72 simprr 772 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))
7333adantr 480 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝐼 ∈ {𝐼})
74 eqid 2730 . . . . . 6 (.r𝐾) = (.r𝐾)
758, 1, 28, 66, 71, 72, 73, 2, 74frlmvscaval 21684 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼) = (𝑥(.r𝐾)(𝑦𝐼)))
76 rlmvsca 21114 . . . . . 6 (.r𝐾) = ( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))
7776oveqi 7403 . . . . 5 (𝑥(.r𝐾)(𝑦𝐼)) = (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝑦𝐼))
7875, 77eqtrdi 2781 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼) = (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝑦𝐼)))
79 fveq1 6860 . . . . . . 7 (𝑥 = 𝑢 → (𝑥𝐼) = (𝑢𝐼))
8079cbvmptv 5214 . . . . . 6 (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑥𝐼)) = (𝑢 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑢𝐼))
8136, 80eqtri 2753 . . . . 5 𝐹 = (𝑢 ∈ (Base‘𝑊) ↦ (𝑢𝐼))
82 fveq1 6860 . . . . 5 (𝑢 = (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) → (𝑢𝐼) = ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼))
837a1i 11 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ V → {𝐼} ∈ V)
8483, 9sylan2 593 . . . . . . 7 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝑊 ∈ LMod)
8584adantr 480 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑊 ∈ LMod)
86 simprl 770 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
871, 4, 2, 6, 85, 86, 72lmodvscld 20792 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦) ∈ (Base‘𝑊))
88 fvexd 6876 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼) ∈ V)
8981, 82, 87, 88fvmptd3 6994 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = ((𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)‘𝐼))
90 fvex 6874 . . . . . . 7 (𝑥𝐼) ∈ V
9159, 36, 90fvmpt3i 6976 . . . . . 6 (𝑦 ∈ (Base‘𝑊) → (𝐹𝑦) = (𝑦𝐼))
9272, 91syl 17 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹𝑦) = (𝑦𝐼))
9392oveq2d 7406 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝐹𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝑦𝐼)))
9478, 89, 933eqtr4d 2775 . . 3 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑊))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑊)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘(ringLMod‘𝐾))(𝐹𝑦)))
951, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 13, 19, 65, 94islmhmd 20953 . 2 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹 ∈ (𝑊 LMHom (ringLMod‘𝐾)))
96 simplr 768 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → 𝐼 ∈ V)
97 simpr 484 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))
9896, 97fsnd 6846 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → {⟨𝐼, 𝑦⟩}:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
99 simpll 766 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → 𝐾 ∈ Ring)
100 snfi 9017 . . . . . 6 {𝐼} ∈ Fin
1018, 28, 1frlmfielbas 42495 . . . . . 6 ((𝐾 ∈ Ring ∧ {𝐼} ∈ Fin) → ({⟨𝐼, 𝑦⟩} ∈ (Base‘𝑊) ↔ {⟨𝐼, 𝑦⟩}:{𝐼}⟶(Base‘𝐾)))
10299, 100, 101sylancl 586 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → ({⟨𝐼, 𝑦⟩} ∈ (Base‘𝑊) ↔ {⟨𝐼, 𝑦⟩}:{𝐼}⟶(Base‘𝐾)))
10398, 102mpbird 257 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾)) → {⟨𝐼, 𝑦⟩} ∈ (Base‘𝑊))
104 fveq1 6860 . . . . . . . 8 (𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩} → (𝑥𝐼) = ({⟨𝐼, 𝑦⟩}‘𝐼))
105104adantl 481 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) ∧ 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}) → (𝑥𝐼) = ({⟨𝐼, 𝑦⟩}‘𝐼))
106 simpllr 775 . . . . . . . 8 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) ∧ 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}) → 𝐼 ∈ V)
107 vex 3454 . . . . . . . 8 𝑦 ∈ V
108 fvsng 7157 . . . . . . . 8 ((𝐼 ∈ V ∧ 𝑦 ∈ V) → ({⟨𝐼, 𝑦⟩}‘𝐼) = 𝑦)
109106, 107, 108sylancl 586 . . . . . . 7 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) ∧ 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}) → ({⟨𝐼, 𝑦⟩}‘𝐼) = 𝑦)
110105, 109eqtr2d 2766 . . . . . 6 ((((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) ∧ 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}) → 𝑦 = (𝑥𝐼))
111110ex 412 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → (𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩} → 𝑦 = (𝑥𝐼)))
112 simplr 768 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → 𝐼 ∈ V)
11331adantrr 717 . . . . . . . 8 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → 𝑥:{𝐼}⟶(Base‘𝐾))
114113ffnd 6692 . . . . . . 7 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → 𝑥 Fn {𝐼})
115 fnsnbg 7141 . . . . . . . 8 (𝐼 ∈ V → (𝑥 Fn {𝐼} ↔ 𝑥 = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩}))
116115biimpd 229 . . . . . . 7 (𝐼 ∈ V → (𝑥 Fn {𝐼} → 𝑥 = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩}))
117112, 114, 116sylc 65 . . . . . 6 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → 𝑥 = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩})
118 opeq2 4841 . . . . . . . 8 (𝑦 = (𝑥𝐼) → ⟨𝐼, 𝑦⟩ = ⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩)
119118sneqd 4604 . . . . . . 7 (𝑦 = (𝑥𝐼) → {⟨𝐼, 𝑦⟩} = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩})
120119eqeq2d 2741 . . . . . 6 (𝑦 = (𝑥𝐼) → (𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩} ↔ 𝑥 = {⟨𝐼, (𝑥𝐼)⟩}))
121117, 120syl5ibrcom 247 . . . . 5 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → (𝑦 = (𝑥𝐼) → 𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩}))
122111, 121impbid 212 . . . 4 (((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘𝑊) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝐾))) → (𝑥 = {⟨𝐼, 𝑦⟩} ↔ 𝑦 = (𝑥𝐼)))
12336, 35, 103, 122f1o2d 7646 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘𝐾))
12420a1i 11 . . . 4 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (Base‘𝐾) = (Base‘(ringLMod‘𝐾)))
125124f1oeq3d 6800 . . 3 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → (𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘𝐾) ↔ 𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘(ringLMod‘𝐾))))
126123, 125mpbid 232 . 2 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘(ringLMod‘𝐾)))
127 eqid 2730 . . 3 (Base‘(ringLMod‘𝐾)) = (Base‘(ringLMod‘𝐾))
1281, 127islmim 20976 . 2 (𝐹 ∈ (𝑊 LMIso (ringLMod‘𝐾)) ↔ (𝐹 ∈ (𝑊 LMHom (ringLMod‘𝐾)) ∧ 𝐹:(Base‘𝑊)–1-1-onto→(Base‘(ringLMod‘𝐾))))
12995, 126, 128sylanbrc 583 1 ((𝐾 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ V) → 𝐹 ∈ (𝑊 LMIso (ringLMod‘𝐾)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  Vcvv 3450  {csn 4592  cop 4598  cmpt 5191   Fn wfn 6509  wf 6510  1-1-ontowf1o 6513  cfv 6514  (class class class)co 7390  Fincfn 8921  Basecbs 17186  +gcplusg 17227  .rcmulr 17228  Scalarcsca 17230   ·𝑠 cvsca 17231  Grpcgrp 18872  Ringcrg 20149  LModclmod 20773   LMHom clmhm 20933   LMIso clmim 20934  ringLModcrglmod 21086   freeLMod cfrlm 21662
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 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2702  ax-rep 5237  ax-sep 5254  ax-nul 5264  ax-pow 5323  ax-pr 5390  ax-un 7714  ax-cnex 11131  ax-resscn 11132  ax-1cn 11133  ax-icn 11134  ax-addcl 11135  ax-addrcl 11136  ax-mulcl 11137  ax-mulrcl 11138  ax-mulcom 11139  ax-addass 11140  ax-mulass 11141  ax-distr 11142  ax-i2m1 11143  ax-1ne0 11144  ax-1rid 11145  ax-rnegex 11146  ax-rrecex 11147  ax-cnre 11148  ax-pre-lttri 11149  ax-pre-lttrn 11150  ax-pre-ltadd 11151  ax-pre-mulgt0 11152
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2709  df-cleq 2722  df-clel 2804  df-nfc 2879  df-ne 2927  df-nel 3031  df-ral 3046  df-rex 3055  df-rmo 3356  df-reu 3357  df-rab 3409  df-v 3452  df-sbc 3757  df-csb 3866  df-dif 3920  df-un 3922  df-in 3924  df-ss 3934  df-pss 3937  df-nul 4300  df-if 4492  df-pw 4568  df-sn 4593  df-pr 4595  df-tp 4597  df-op 4599  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5111  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-tr 5218  df-id 5536  df-eprel 5541  df-po 5549  df-so 5550  df-fr 5594  df-we 5596  df-xp 5647  df-rel 5648  df-cnv 5649  df-co 5650  df-dm 5651  df-rn 5652  df-res 5653  df-ima 5654  df-pred 6277  df-ord 6338  df-on 6339  df-lim 6340  df-suc 6341  df-iota 6467  df-fun 6516  df-fn 6517  df-f 6518  df-f1 6519  df-fo 6520  df-f1o 6521  df-fv 6522  df-riota 7347  df-ov 7393  df-oprab 7394  df-mpo 7395  df-of 7656  df-om 7846  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-supp 8143  df-frecs 8263  df-wrecs 8294  df-recs 8343  df-rdg 8381  df-1o 8437  df-er 8674  df-map 8804  df-ixp 8874  df-en 8922  df-dom 8923  df-sdom 8924  df-fin 8925  df-fsupp 9320  df-sup 9400  df-pnf 11217  df-mnf 11218  df-xr 11219  df-ltxr 11220  df-le 11221  df-sub 11414  df-neg 11415  df-nn 12194  df-2 12256  df-3 12257  df-4 12258  df-5 12259  df-6 12260  df-7 12261  df-8 12262  df-9 12263  df-n0 12450  df-z 12537  df-dec 12657  df-uz 12801  df-fz 13476  df-struct 17124  df-sets 17141  df-slot 17159  df-ndx 17171  df-base 17187  df-ress 17208  df-plusg 17240  df-mulr 17241  df-sca 17243  df-vsca 17244  df-ip 17245  df-tset 17246  df-ple 17247  df-ds 17249  df-hom 17251  df-cco 17252  df-0g 17411  df-prds 17417  df-pws 17419  df-mgm 18574  df-sgrp 18653  df-mnd 18669  df-grp 18875  df-minusg 18876  df-sbg 18877  df-subg 19062  df-ghm 19152  df-cmn 19719  df-abl 19720  df-mgp 20057  df-rng 20069  df-ur 20098  df-ring 20151  df-subrg 20486  df-lmod 20775  df-lss 20845  df-lmhm 20936  df-lmim 20937  df-sra 21087  df-rgmod 21088  df-dsmm 21648  df-frlm 21663
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator