Theorem frlmsslss 21549

Description: A subset of a free module obtained by restricting the support set is a submodule. 𝐽 is the set of forbidden unit vectors. (Contributed by Stefan O'Rear, 4-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
frlmsslss.y	⊢ 𝑌 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
frlmsslss.u	⊢ 𝑈 = (LSubSp‘𝑌)
frlmsslss.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑌)
frlmsslss.z	⊢ 0 = (0g‘𝑅)
frlmsslss.c	⊢ 𝐶 = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (𝐽 × { 0 })}

Assertion

Ref	Expression
frlmsslss	⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐶 ∈ 𝑈)

Distinct variable groups:   𝑥,𝐵   𝑥,𝐼   𝑥,𝐽   𝑥,𝑅   𝑥,𝑈   𝑥, 0   𝑥,𝑉   𝑥,𝑌

Allowed substitution hint:   𝐶(𝑥)

Proof of Theorem frlmsslss

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frlmsslss.c	. . 3 ⊢ 𝐶 = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (𝐽 × { 0 })}
2		simp1 1135	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝑅 ∈ Ring)
3		simp2 1136	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑉)
4		simp3 1137	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐽 ⊆ 𝐼)
5	3, 4	ssexd 5325	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐽 ∈ V)
6		eqid 2731	. . . . . . 7 ⊢ (𝑅 freeLMod 𝐽) = (𝑅 freeLMod 𝐽)
7		frlmsslss.z	. . . . . . 7 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
8	6, 7	frlm0 21529	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐽 ∈ V) → (𝐽 × { 0 }) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽)))
9	2, 5, 8	syl2anc 583	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → (𝐽 × { 0 }) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽)))
10	9	eqeq2d 2742	. . . 4 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → ((𝑥 ↾ 𝐽) = (𝐽 × { 0 }) ↔ (𝑥 ↾ 𝐽) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))))
11	10	rabbidv 3439	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (𝐽 × { 0 })} = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))})
12	1, 11	eqtrid 2783	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐶 = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))})
13		frlmsslss.y	. . . 4 ⊢ 𝑌 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
14		frlmsslss.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑌)
15		eqid 2731	. . . 4 ⊢ (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐽)) = (Base‘(𝑅 freeLMod 𝐽))
16		eqid 2731	. . . 4 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ↾ 𝐽)) = (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ↾ 𝐽))
17	13, 6, 14, 15, 16	frlmsplit2 21548	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ↾ 𝐽)) ∈ (𝑌 LMHom (𝑅 freeLMod 𝐽)))
18		fvex 6905	. . . . . 6 ⊢ (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽)) ∈ V
19	16	mptiniseg 6239	. . . . . 6 ⊢ ((0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽)) ∈ V → (◡(𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ↾ 𝐽)) “ {(0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))}) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))})
20	18, 19	ax-mp 5	. . . . 5 ⊢ (◡(𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ↾ 𝐽)) “ {(0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))}) = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))}
21	20	eqcomi 2740	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))} = (◡(𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ↾ 𝐽)) “ {(0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))})
22		eqid 2731	. . . 4 ⊢ (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽)) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))
23		frlmsslss.u	. . . 4 ⊢ 𝑈 = (LSubSp‘𝑌)
24	21, 22, 23	lmhmkerlss 20807	. . 3 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ↾ 𝐽)) ∈ (𝑌 LMHom (𝑅 freeLMod 𝐽)) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))} ∈ 𝑈)
25	17, 24	syl 17	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ 𝐽) = (0g‘(𝑅 freeLMod 𝐽))} ∈ 𝑈)
26	12, 25	eqeltrd 2832	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐶 ∈ 𝑈)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2105  {crab 3431  Vcvv 3473   ⊆ wss 3949  {csn 4629   ↦ cmpt 5232   × cxp 5675  ^◡ccnv 5676   ↾ cres 5679   “ cima 5680  ‘cfv 6544  (class class class)co 7412  Basecbs 17149  0_gc0g 17390  Ringcrg 20128  LSubSpclss 20687   LMHom clmhm 20775   freeLMod cfrlm 21521

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1912  ax-6 1970  ax-7 2010  ax-8 2107  ax-9 2115  ax-10 2136  ax-11 2153  ax-12 2170  ax-ext 2702  ax-rep 5286  ax-sep 5300  ax-nul 5307  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7728  ax-cnex 11169  ax-resscn 11170  ax-1cn 11171  ax-icn 11172  ax-addcl 11173  ax-addrcl 11174  ax-mulcl 11175  ax-mulrcl 11176  ax-mulcom 11177  ax-addass 11178  ax-mulass 11179  ax-distr 11180  ax-i2m1 11181  ax-1ne0 11182  ax-1rid 11183  ax-rnegex 11184  ax-rrecex 11185  ax-cnre 11186  ax-pre-lttri 11187  ax-pre-lttrn 11188  ax-pre-ltadd 11189  ax-pre-mulgt0 11190

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2067  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2709  df-cleq 2723  df-clel 2809  df-nfc 2884  df-ne 2940  df-nel 3046  df-ral 3061  df-rex 3070  df-rmo 3375  df-reu 3376  df-rab 3432  df-v 3475  df-sbc 3779  df-csb 3895  df-dif 3952  df-un 3954  df-in 3956  df-ss 3966  df-pss 3968  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4910  df-iun 5000  df-br 5150  df-opab 5212  df-mpt 5233  df-tr 5267  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6301  df-ord 6368  df-on 6369  df-lim 6370  df-suc 6371  df-iota 6496  df-fun 6546  df-fn 6547  df-f 6548  df-f1 6549  df-fo 6550  df-f1o 6551  df-fv 6552  df-riota 7368  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-of 7673  df-om 7859  df-1st 7978  df-2nd 7979  df-supp 8150  df-frecs 8269  df-wrecs 8300  df-recs 8374  df-rdg 8413  df-1o 8469  df-er 8706  df-map 8825  df-ixp 8895  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-fsupp 9365  df-sup 9440  df-pnf 11255  df-mnf 11256  df-xr 11257  df-ltxr 11258  df-le 11259  df-sub 11451  df-neg 11452  df-nn 12218  df-2 12280  df-3 12281  df-4 12282  df-5 12283  df-6 12284  df-7 12285  df-8 12286  df-9 12287  df-n0 12478  df-z 12564  df-dec 12683  df-uz 12828  df-fz 13490  df-struct 17085  df-sets 17102  df-slot 17120  df-ndx 17132  df-base 17150  df-ress 17179  df-plusg 17215  df-mulr 17216  df-sca 17218  df-vsca 17219  df-ip 17220  df-tset 17221  df-ple 17222  df-ds 17224  df-hom 17226  df-cco 17227  df-0g 17392  df-prds 17398  df-pws 17400  df-mgm 18566  df-sgrp 18645  df-mnd 18661  df-mhm 18706  df-submnd 18707  df-grp 18859  df-minusg 18860  df-sbg 18861  df-subg 19040  df-ghm 19129  df-cmn 19692  df-abl 19693  df-mgp 20030  df-rng 20048  df-ur 20077  df-ring 20130  df-subrg 20460  df-lmod 20617  df-lss 20688  df-lmhm 20778  df-sra 20931  df-rgmod 20932  df-dsmm 21507  df-frlm 21522

This theorem is referenced by:  frlmsslss2  21550