Theorem frlmsslss2 20982

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 2738	. . . . . . . . 9 ⊢ (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
4		frlmsslss.b	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑌)
5	2, 3, 4	frlmbasf 20967	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥:𝐼⟶(Base‘𝑅))
6	5	3ad2antl2 1185	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥:𝐼⟶(Base‘𝑅))
7	6	ffnd 6601	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 Fn 𝐼)
8		simpl3 1192	. . . . . . . 8 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝐽 ⊆ 𝐼)
9		undif 4415	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐽 ⊆ 𝐼 ↔ (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)) = 𝐼)
10	8, 9	sylib 217	. . . . . . 7 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)) = 𝐼)
11	10	fneq2d 6527	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝑥 Fn (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)) ↔ 𝑥 Fn 𝐼))
12	7, 11	mpbird 256	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 Fn (𝐽 ∪ (𝐼 ∖ 𝐽)))
13		simpr 485	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 𝑥 ∈ 𝐵)
14		frlmsslss.z	. . . . . . 7 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
15	14	fvexi 6788	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ V
16	15	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → 0 ∈ V)
17		disjdif 4405	. . . . . 6 ⊢ (𝐽 ∩ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ∅
18	17	a1i 11	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → (𝐽 ∩ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ∅)
19		fnsuppres 8007	. . . . 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 1374	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) ∧ 𝑥 ∈ 𝐵) → ((𝑥 supp 0 ) ⊆ 𝐽 ↔ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })))
21	20	rabbidva 3413	. . 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 2790	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐶 = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })})
23		difssd 4067	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → (𝐼 ∖ 𝐽) ⊆ 𝐼)
24		frlmsslss.u	. . . 4 ⊢ 𝑈 = (LSubSp‘𝑌)
25		eqid 2738	. . . 4 ⊢ {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })} = {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })}
26	2, 24, 4, 14, 25	frlmsslss 20981	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ (𝐼 ∖ 𝐽) ⊆ 𝐼) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })} ∈ 𝑈)
27	23, 26	syld3an3 1408	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → {𝑥 ∈ 𝐵 ∣ (𝑥 ↾ (𝐼 ∖ 𝐽)) = ((𝐼 ∖ 𝐽) × { 0 })} ∈ 𝑈)
28	22, 27	eqeltrd 2839	1 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑉 ∧ 𝐽 ⊆ 𝐼) → 𝐶 ∈ 𝑈)

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   ∧ w3a 1086   = wceq 1539   ∈ wcel 2106  {crab 3068  Vcvv 3432   ∖ cdif 3884   ∪ cun 3885   ∩ cin 3886   ⊆ wss 3887  ∅c0 4256  {csn 4561   × cxp 5587   ↾ cres 5591   Fn wfn 6428  ⟶wf 6429  ‘cfv 6433  (class class class)co 7275   supp csupp 7977  Basecbs 16912  0_gc0g 17150  Ringcrg 19783  LSubSpclss 20193   freeLMod cfrlm 20953

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1798  ax-4 1812  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2709  ax-rep 5209  ax-sep 5223  ax-nul 5230  ax-pow 5288  ax-pr 5352  ax-un 7588  ax-cnex 10927  ax-resscn 10928  ax-1cn 10929  ax-icn 10930  ax-addcl 10931  ax-addrcl 10932  ax-mulcl 10933  ax-mulrcl 10934  ax-mulcom 10935  ax-addass 10936  ax-mulass 10937  ax-distr 10938  ax-i2m1 10939  ax-1ne0 10940  ax-1rid 10941  ax-rnegex 10942  ax-rrecex 10943  ax-cnre 10944  ax-pre-lttri 10945  ax-pre-lttrn 10946  ax-pre-ltadd 10947  ax-pre-mulgt0 10948

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1783  df-nf 1787  df-sb 2068  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2816  df-nfc 2889  df-ne 2944  df-nel 3050  df-ral 3069  df-rex 3070  df-rmo 3071  df-reu 3072  df-rab 3073  df-v 3434  df-sbc 3717  df-csb 3833  df-dif 3890  df-un 3892  df-in 3894  df-ss 3904  df-pss 3906  df-nul 4257  df-if 4460  df-pw 4535  df-sn 4562  df-pr 4564  df-tp 4566  df-op 4568  df-uni 4840  df-iun 4926  df-br 5075  df-opab 5137  df-mpt 5158  df-tr 5192  df-id 5489  df-eprel 5495  df-po 5503  df-so 5504  df-fr 5544  df-we 5546  df-xp 5595  df-rel 5596  df-cnv 5597  df-co 5598  df-dm 5599  df-rn 5600  df-res 5601  df-ima 5602  df-pred 6202  df-ord 6269  df-on 6270  df-lim 6271  df-suc 6272  df-iota 6391  df-fun 6435  df-fn 6436  df-f 6437  df-f1 6438  df-fo 6439  df-f1o 6440  df-fv 6441  df-riota 7232  df-ov 7278  df-oprab 7279  df-mpo 7280  df-of 7533  df-om 7713  df-1st 7831  df-2nd 7832  df-supp 7978  df-frecs 8097  df-wrecs 8128  df-recs 8202  df-rdg 8241  df-1o 8297  df-er 8498  df-map 8617  df-ixp 8686  df-en 8734  df-dom 8735  df-sdom 8736  df-fin 8737  df-fsupp 9129  df-sup 9201  df-pnf 11011  df-mnf 11012  df-xr 11013  df-ltxr 11014  df-le 11015  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-7 12041  df-8 12042  df-9 12043  df-n0 12234  df-z 12320  df-dec 12438  df-uz 12583  df-fz 13240  df-struct 16848  df-sets 16865  df-slot 16883  df-ndx 16895  df-base 16913  df-ress 16942  df-plusg 16975  df-mulr 16976  df-sca 16978  df-vsca 16979  df-ip 16980  df-tset 16981  df-ple 16982  df-ds 16984  df-hom 16986  df-cco 16987  df-0g 17152  df-prds 17158  df-pws 17160  df-mgm 18326  df-sgrp 18375  df-mnd 18386  df-mhm 18430  df-submnd 18431  df-grp 18580  df-minusg 18581  df-sbg 18582  df-subg 18752  df-ghm 18832  df-mgp 19721  df-ur 19738  df-ring 19785  df-subrg 20022  df-lmod 20125  df-lss 20194  df-lmhm 20284  df-sra 20434  df-rgmod 20435  df-dsmm 20939  df-frlm 20954

This theorem is referenced by:  frlmssuvc1  21001  frlmsslsp  21003