MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  frlmvplusgscavalb Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem frlmvplusgscavalb 22077
Description: Addition combined with scalar multiplication in a free module at the coordinates. (Contributed by AV, 16-Jan-2023.)
Hypotheses
Ref Expression
frlmplusgvalb.f 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
frlmplusgvalb.b 𝐵 = (Base‘𝐹)
frlmplusgvalb.i (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑊)
frlmplusgvalb.x (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
frlmplusgvalb.z (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝐵)
frlmplusgvalb.r (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
frlmvscavalb.k 𝐾 = (Base‘𝑅)
frlmvscavalb.a (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐾)
frlmvscavalb.v ∙ = ( ·𝑠 ‘𝐹)
frlmvscavalb.t · = (.r‘𝑅)
frlmvplusgscavalb.y (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)
frlmvplusgscavalb.a + = (+g‘𝑅)
frlmvplusgscavalb.p + = (+g‘𝐹)
frlmvplusgscavalb.c (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝐾)
Assertion
Ref Expression
frlmvplusgscavalb (𝜑 → (𝑍 = ((𝐴 ∙ 𝑋) + (𝐶 ∙ 𝑌)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))
Distinct variable groups:   𝑖,𝐼   𝑖,𝑋   𝑖,𝑍   𝜑,𝑖   𝐴,𝑖   ∙ ,𝑖   𝐶,𝑖   𝑖,𝑌   + ,𝑖
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑖)   + (𝑖)   𝑅(𝑖)   · (𝑖)   𝐹(𝑖)   𝐾(𝑖)   𝑊(𝑖)

Proof of Theorem frlmvplusgscavalb
StepHypRef Expression
1 frlmplusgvalb.f . . 3 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
2 frlmplusgvalb.b . . 3 𝐵 = (Base‘𝐹)
3 frlmplusgvalb.i . . 3 (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑊)
4 frlmplusgvalb.r . . . . 5 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
51frlmlmod 22055 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ LMod)
64, 3, 5syl2anc 596 . . . 4 (𝜑 → 𝐹 ∈ LMod)
7 frlmvscavalb.a . . . . . 6 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐾)
8 frlmvscavalb.k . . . . . 6 𝐾 = (Base‘𝑅)
97, 8eleqtrdi 2871 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
101frlmsca 22059 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
114, 3, 10syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
1211fveq2d 6889 . . . . 5 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐹)))
139, 12eleqtrd 2863 . . . 4 (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
14 frlmplusgvalb.x . . . 4 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
15 eqid 2761 . . . . 5 (Scalar‘𝐹) = (Scalar‘𝐹)
16 frlmvscavalb.v . . . . 5 ∙ = ( ·𝑠 ‘𝐹)
17 eqid 2761 . . . . 5 (Base‘(Scalar‘𝐹)) = (Base‘(Scalar‘𝐹))
182, 15, 16, 17lmodvscl 21153 . . . 4 ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
196, 13, 14, 18syl3anc 1398 . . 3 (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
20 frlmplusgvalb.z . . 3 (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝐵)
21 frlmvplusgscavalb.c . . . . . 6 (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝐾)
2221, 8eleqtrdi 2871 . . . . 5 (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘𝑅))
2322, 12eleqtrd 2863 . . . 4 (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
24 frlmvplusgscavalb.y . . . 4 (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)
252, 15, 16, 17lmodvscl 21153 . . . 4 ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐶 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) → (𝐶 ∙ 𝑌) ∈ 𝐵)
266, 23, 24, 25syl3anc 1398 . . 3 (𝜑 → (𝐶 ∙ 𝑌) ∈ 𝐵)
27 frlmvplusgscavalb.a . . 3 + = (+g‘𝑅)
28 frlmvplusgscavalb.p . . 3 + = (+g‘𝐹)
291, 2, 3, 19, 20, 4, 26, 27, 28frlmplusgvalb 22075 . 2 (𝜑 → (𝑍 = ((𝐴 ∙ 𝑋) + (𝐶 ∙ 𝑌)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖))))
303adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑊)
317adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐴 ∈ 𝐾)
3214adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑋 ∈ 𝐵)
33 simpr 490 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑖 ∈ 𝐼)
34 frlmvscavalb.t . . . . . 6 · = (.r‘𝑅)
351, 2, 8, 30, 31, 32, 33, 16, 34frlmvscaval 22074 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖)))
3621adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐶 ∈ 𝐾)
3724adantr 486 . . . . . 6 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑌 ∈ 𝐵)
381, 2, 8, 30, 36, 37, 33, 16, 34frlmvscaval 22074 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖) = (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))
3935, 38oveq12d 7438 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖))))
4039eqeq2d 2772 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) ↔ (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))
4140ralbidva 3184 . 2 (𝜑 → (∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))
4229, 41bitrd 282 1 (𝜑 → (𝑍 = ((𝐴 ∙ 𝑋) + (𝐶 ∙ 𝑌)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2145  ∀wral 3077  ‘cfv 6538  (class class class)co 7420  Basecbs 17387  +gcplusg 17428  .rcmulr 17429  Scalarcsca 17431   ·𝑠 cvsca 17432  Ringcrg 20459  LModclmod 21135   freeLMod cfrlm 22052
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 2733  ax-rep 5232  ax-sep 5249  ax-nul 5260  ax-pow 5327  ax-pr 5391  ax-un 7751  ax-cnex 11256  ax-resscn 11257  ax-1cn 11258  ax-icn 11259  ax-addcl 11260  ax-addrcl 11261  ax-mulcl 11262  ax-mulrcl 11263  ax-mulcom 11264  ax-addass 11265  ax-mulass 11266  ax-distr 11267  ax-i2m1 11268  ax-1ne0 11269  ax-1rid 11270  ax-rnegex 11271  ax-rrecex 11272  ax-cnre 11273  ax-pre-lttri 11274  ax-pre-lttrn 11275  ax-pre-ltadd 11276  ax-pre-mulgt0 11277
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 2565  df-eu 2595  df-clab 2740  df-cleq 2753  df-clel 2836  df-nfc 2910  df-ne 2957  df-nel 3063  df-ral 3078  df-rex 3088  df-rmo 3366  df-reu 3367  df-rab 3414  df-v 3453  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 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6304  df-ord 6365  df-on 6366  df-lim 6367  df-suc 6368  df-iota 6494  df-fun 6540  df-fn 6541  df-f 6542  df-f1 6543  df-fo 6544  df-f1o 6545  df-fv 6546  df-riota 7377  df-ov 7423  df-oprab 7424  df-mpo 7425  df-of 7693  df-om 7878  df-1st 8001  df-2nd 8002  df-supp 8178  df-frecs 8299  df-wrecs 8330  df-recs 8379  df-rdg 8418  df-1o 8476  df-er 8717  df-map 8849  df-ixp 8926  df-en 8974  df-dom 8975  df-sdom 8976  df-fin 8977  df-fsupp 9354  df-sup 9434  df-pnf 11345  df-mnf 11346  df-xr 11347  df-ltxr 11348  df-le 11349  df-sub 11543  df-neg 11544  df-nn 12336  df-2 12405  df-3 12406  df-4 12407  df-5 12408  df-6 12409  df-7 12410  df-8 12411  df-9 12412  df-n0 12607  df-z 12694  df-dec 12815  df-uz 12966  df-fz 13640  df-struct 17325  df-sets 17342  df-slot 17360  df-ndx 17372  df-base 17388  df-ress 17409  df-plusg 17441  df-mulr 17442  df-sca 17444  df-vsca 17445  df-ip 17446  df-tset 17447  df-ple 17448  df-ds 17450  df-hom 17452  df-cco 17453  df-0g 17612  df-prds 17618  df-pws 17620  df-mgm 18816  df-sgrp 18908  df-mnd 18924  df-grp 19147  df-minusg 19148  df-sbg 19149  df-subg 19333  df-cmn 19996  df-abl 19997  df-mgp 20361  df-rng 20375  df-ur 20408  df-ring 20461  df-subrg 20822  df-lmod 21137  df-lss 21207  df-sra 21448  df-rgmod 21449  df-dsmm 22038  df-frlm 22053
This theorem is used by:  rrxplusgvscavalb  25716
  Copyright terms: Public domain W3C validator