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

Theorem frlmvplusgscavalb 22089
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 22067 . . . . 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 2873 . . . . 5 (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
101frlmsca 22071 . . . . . . 7 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
114, 3, 10syl2anc 596 . . . . . 6 (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
1211fveq2d 6897 . . . . 5 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐹)))
139, 12eleqtrd 2865 . . . 4 (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
14 frlmplusgvalb.x . . . 4 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
15 eqid 2763 . . . . 5 (Scalar‘𝐹) = (Scalar‘𝐹)
16 frlmvscavalb.v . . . . 5 ∙ = ( ·𝑠 ‘𝐹)
17 eqid 2763 . . . . 5 (Base‘(Scalar‘𝐹)) = (Base‘(Scalar‘𝐹))
182, 15, 16, 17lmodvscl 21165 . . . 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 2873 . . . . 5 (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘𝑅))
2322, 12eleqtrd 2865 . . . 4 (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
24 frlmvplusgscavalb.y . . . 4 (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)
252, 15, 16, 17lmodvscl 21165 . . . 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 22087 . 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 22086 . . . . 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 22086 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖) = (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))
3935, 38oveq12d 7445 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖))))
4039eqeq2d 2774 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) ↔ (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))
4140ralbidva 3186 . 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 1569   ∈ wcel 2146  ∀wral 3079  ‘cfv 6546  (class class class)co 7427  Basecbs 17399  +gcplusg 17440  .rcmulr 17441  Scalarcsca 17443   ·𝑠 cvsca 17444  Ringcrg 20471  LModclmod 21147   freeLMod cfrlm 22064
This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1827  ax-4 1841  ax-5 1944  ax-6 2001  ax-7 2042  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2196  ax-12 2215  ax-ext 2735  ax-rep 5234  ax-sep 5251  ax-nul 5262  ax-pow 5330  ax-pr 5394  ax-un 7758  ax-cnex 11266  ax-resscn 11267  ax-1cn 11268  ax-icn 11269  ax-addcl 11270  ax-addrcl 11271  ax-mulcl 11272  ax-mulrcl 11273  ax-mulcom 11274  ax-addass 11275  ax-mulass 11276  ax-distr 11277  ax-i2m1 11278  ax-1ne0 11279  ax-1rid 11280  ax-rnegex 11281  ax-rrecex 11282  ax-cnre 11283  ax-pre-lttri 11284  ax-pre-lttrn 11285  ax-pre-ltadd 11286  ax-pre-mulgt0 11287
This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1812  df-nf 1816  df-sb 2101  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2838  df-nfc 2912  df-ne 2959  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3368  df-reu 3369  df-rab 3416  df-v 3455  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-ss 3900  df-pss 4016  df-dif 4049  df-in 4093  df-un 4153  df-nul 4281  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4588  df-pr 4590  df-tp 4592  df-op 4838  df-uni 4870  df-iun 4955  df-br 5106  df-opab 5170  df-mpt 5189  df-tr 5215  df-id 5549  df-eprel 5554  df-po 5562  df-so 5563  df-fr 5607  df-we 5609  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6310  df-ord 6371  df-on 6372  df-lim 6373  df-suc 6374  df-iota 6500  df-fun 6548  df-fn 6549  df-f 6550  df-f1 6551  df-fo 6552  df-f1o 6553  df-fv 6554  df-riota 7384  df-ov 7430  df-oprab 7431  df-mpo 7432  df-of 7700  df-om 7885  df-1st 8008  df-2nd 8009  df-supp 8188  df-frecs 8310  df-wrecs 8341  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8487  df-er 8728  df-map 8860  df-ixp 8937  df-en 8985  df-dom 8986  df-sdom 8987  df-fin 8988  df-fsupp 9365  df-sup 9444  df-pnf 11355  df-mnf 11356  df-xr 11357  df-ltxr 11358  df-le 11359  df-sub 11553  df-neg 11554  df-nn 12346  df-2 12415  df-3 12416  df-4 12417  df-5 12418  df-6 12419  df-7 12420  df-8 12421  df-9 12422  df-n0 12617  df-z 12704  df-dec 12825  df-uz 12976  df-fz 13650  df-struct 17337  df-sets 17354  df-slot 17372  df-ndx 17384  df-base 17400  df-ress 17421  df-plusg 17453  df-mulr 17454  df-sca 17456  df-vsca 17457  df-ip 17458  df-tset 17459  df-ple 17460  df-ds 17462  df-hom 17464  df-cco 17465  df-0g 17624  df-prds 17630  df-pws 17632  df-mgm 18828  df-sgrp 18920  df-mnd 18936  df-grp 19159  df-minusg 19160  df-sbg 19161  df-subg 19345  df-cmn 20008  df-abl 20009  df-mgp 20373  df-rng 20387  df-ur 20420  df-ring 20473  df-subrg 20834  df-lmod 21149  df-lss 21219  df-sra 21460  df-rgmod 21461  df-dsmm 22050  df-frlm 22065
This theorem is used by:  rrxplusgvscavalb  25728
  Copyright terms: Public domain W3C validator