Theorem frlmsslss2 21988

Description: A subset of a free module obtained by restricting the support set is a submodule. 𝐽 is the set of permitted unit vectors. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Feb-2015.) (Revised by AV, 23-Jun-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
frlmsslss.y	⊢ 𝑌 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
frlmsslss.u	⊢ 𝑈 = (LSubSp‘𝑌)
frlmsslss.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑌)
frlmsslss.z	⊢ 0 = (0g‘𝑅)
frlmsslss2.c	⊢ 𝐶 = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 supp 0 ) ⊆ 𝐽}

Assertion

Ref	Expression
frlmsslss2	⊢ ((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 frlmsslss2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		frlmsslss2.c	. . 3 ⊢ 𝐶 = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 supp 0 ) ⊆ 𝐽}
2		frlmsslss.y	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝑌 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
3		eqid 2760	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
4		frlmsslss.b	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑌)
5	2, 3, 4	frlmbasf 21973	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥:𝐼⟶(Base‘𝑅))
6	5	3ad2antl2 1205	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥:𝐼⟶(Base‘𝑅))
7	6	ffnd 6703	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 Fn 𝐼)
8		simpl3 1212	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐽 ⊆ 𝐼)
9		undif 4438	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐽 ⊆ 𝐼 ↔ (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)) = 𝐼)
10	8, 9	sylib 221	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)) = 𝐼)
11	10	fneq2d 6626	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 Fn (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)) ↔ 𝑥 Fn 𝐼))
12	7, 11	mpbird 260	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 Fn (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)))
13		simpr 490	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
14		frlmsslss.z	. . . . . . 7 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
15	14	fvexi 6892	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ V
16	15	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 0 ∈ V)
17		disjdif 4426	. . . . . 6 ⊢ (𝐽 ∩ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ∅
18	17	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝐽 ∩ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ∅)
19		fnsuppres 8189	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 Fn (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)) ∧ (𝑥 ∈ 𝐵 ∧ 0 ∈ V) ∧ (𝐽 ∩ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ∅) → ((𝑥 supp 0 ) ⊆ 𝐽 ↔ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })))
20	12, 13, 16, 18, 19	syl121anc 1402	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((𝑥 supp 0 ) ⊆ 𝐽 ↔ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })))
21	20	rabbidva 3418	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 supp 0 ) ⊆ 𝐽} = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })})
22	1, 21	eqtrid 2807	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐶 = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })})
23		difssd 4084	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → (𝐼 ∖ 𝐽) ⊆ 𝐼)
24		frlmsslss.u	. . . 4 ⊢ 𝑈 = (LSubSp‘𝑌)
25		eqid 2760	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })} = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })}
26	2, 24, 4, 14, 25	frlmsslss 21987	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝐼 ∖ 𝐽) ⊆ 𝐼) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })} ∈ 𝑈)
27	23, 26	syld3an3 1436	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })} ∈ 𝑈)
28	22, 27	eqeltrd 2860	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐶 ∈ 𝑈)

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  {crab 3412  Vcvv 3450   ∖ cdif 3896   ∪ cun 3897   ∩ cin 3898   ⊆ wss 3899  ∅c0 4279  {csn 4584   × cxp 5653   ↾ cres 5657   Fn wfn 6528  ⟶wf 6529  ‘cfv 6533  (class class class)co 7413   supp csupp 8158  Basecbs 17301  0_gc0g 17524  Ringcrg 20372  LSubSpclss 21115   freeLMod cfrlm 21959

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2213  ax-ext 2732  ax-rep 5232  ax-sep 5251  ax-nul 5263  ax-pow 5330  ax-pr 5398  ax-un 7736  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2564  df-eu 2594  df-clab 2739  df-cleq 2752  df-clel 2835  df-nfc 2909  df-ne 2956  df-nel 3062  df-ral 3077  df-rex 3087  df-rmo 3365  df-reu 3366  df-rab 3413  df-v 3452  df-sbc 3740  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4280  df-if 4483  df-pw 4559  df-sn 4585  df-pr 4587  df-tp 4589  df-op 4591  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5104  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-tr 5213  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6299  df-ord 6360  df-on 6361  df-lim 6362  df-suc 6363  df-iota 6489  df-fun 6535  df-fn 6536  df-f 6537  df-f1 6538  df-fo 6539  df-f1o 6540  df-fv 6541  df-riota 7370  df-ov 7416  df-oprab 7417  df-mpo 7418  df-of 7678  df-om 7863  df-1st 7986  df-2nd 7987  df-supp 8159  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-er 8696  df-map 8828  df-ixp 8905  df-en 8953  df-dom 8954  df-sdom 8955  df-fin 8956  df-fsupp 9332  df-sup 9412  df-pnf 11269  df-mnf 11270  df-xr 11271  df-ltxr 11272  df-le 11273  df-sub 11467  df-neg 11468  df-nn 12258  df-2 12327  df-3 12328  df-4 12329  df-5 12330  df-6 12331  df-7 12332  df-8 12333  df-9 12334  df-n0 12529  df-z 12616  df-dec 12737  df-uz 12888  df-fz 13562  df-struct 17239  df-sets 17256  df-slot 17274  df-ndx 17286  df-base 17302  df-ress 17323  df-plusg 17355  df-mulr 17356  df-sca 17358  df-vsca 17359  df-ip 17360  df-tset 17361  df-ple 17362  df-ds 17364  df-hom 17366  df-cco 17367  df-0g 17526  df-prds 17532  df-pws 17534  df-mgm 18730  df-sgrp 18821  df-mnd 18837  df-mhm 18891  df-submnd 18892  df-grp 19060  df-minusg 19061  df-sbg 19062  df-subg 19246  df-ghm 19341  df-cmn 19909  df-abl 19910  df-mgp 20274  df-rng 20288  df-ur 20321  df-ring 20374  df-subrg 20732  df-lmod 21046  df-lss 21116  df-lmhm 21206  df-sra 21357  df-rgmod 21358  df-dsmm 21945  df-frlm 21960

This theorem is used by:  frlmssuvc1  22007  frlmsslsp  22009