Theorem frlmvplusgscavalb 21709

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

Step	Hyp	Ref	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)
5	1	frlmlmod 21687	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ LMod)
6	4, 3, 5	syl2anc 582	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ LMod)
7		frlmvscavalb.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐾)
8		frlmvscavalb.k	. . . . . 6 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑅)
9	7, 8	eleqtrdi 2835	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
10	1	frlmsca 21691	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
11	4, 3, 10	syl2anc 582	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
12	11	fveq2d 6898	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐹)))
13	9, 12	eleqtrd 2827	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
14		frlmplusgvalb.x	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
15		eqid 2725	. . . . 5 ⊢ (Scalar‘𝐹) = (Scalar‘𝐹)
16		frlmvscavalb.v	. . . . 5 ⊢ ∙ = ( ·𝑠 ‘𝐹)
17		eqid 2725	. . . . 5 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝐹)) = (Base‘(Scalar‘𝐹))
18	2, 15, 16, 17	lmodvscl 20765	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
19	6, 13, 14, 18	syl3anc 1368	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
20		frlmplusgvalb.z	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝐵)
21		frlmvplusgscavalb.c	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝐾)
22	21, 8	eleqtrdi 2835	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘𝑅))
23	22, 12	eleqtrd 2827	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
24		frlmvplusgscavalb.y	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)
25	2, 15, 16, 17	lmodvscl 20765	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐶 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) → (𝐶 ∙ 𝑌) ∈ 𝐵)
26	6, 23, 24, 25	syl3anc 1368	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐶 ∙ 𝑌) ∈ 𝐵)
27		frlmvplusgscavalb.a	. . 3 ⊢ + = (+g‘𝑅)
28		frlmvplusgscavalb.p	. . 3 ⊢ ✚ = (+g‘𝐹)
29	1, 2, 3, 19, 20, 4, 26, 27, 28	frlmplusgvalb 21707	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑍 = ((𝐴 ∙ 𝑋) ✚ (𝐶 ∙ 𝑌)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖))))
30	3	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑊)
31	7	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐴 ∈ 𝐾)
32	14	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑋 ∈ 𝐵)
33		simpr 483	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑖 ∈ 𝐼)
34		frlmvscavalb.t	. . . . . 6 ⊢ · = (.r‘𝑅)
35	1, 2, 8, 30, 31, 32, 33, 16, 34	frlmvscaval 21706	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖)))
36	21	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐶 ∈ 𝐾)
37	24	adantr 479	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑌 ∈ 𝐵)
38	1, 2, 8, 30, 36, 37, 33, 16, 34	frlmvscaval 21706	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖) = (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))
39	35, 38	oveq12d 7435	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖))))
40	39	eqeq2d 2736	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) ↔ (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))
41	40	ralbidva 3166	. 2 ⊢ (𝜑 → (∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))
42	29, 41	bitrd 278	1 ⊢ (𝜑 → (𝑍 = ((𝐴 ∙ 𝑋) ✚ (𝐶 ∙ 𝑌)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  ∀wral 3051  ‘cfv 6547  (class class class)co 7417  Basecbs 17179  +_gcplusg 17232  ._rcmulr 17233  Scalarcsca 17235   ·_𝑠 cvsca 17236  Ringcrg 20177  LModclmod 20747   freeLMod cfrlm 21684

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7739  ax-cnex 11194  ax-resscn 11195  ax-1cn 11196  ax-icn 11197  ax-addcl 11198  ax-addrcl 11199  ax-mulcl 11200  ax-mulrcl 11201  ax-mulcom 11202  ax-addass 11203  ax-mulass 11204  ax-distr 11205  ax-i2m1 11206  ax-1ne0 11207  ax-1rid 11208  ax-rnegex 11209  ax-rrecex 11210  ax-cnre 11211  ax-pre-lttri 11212  ax-pre-lttrn 11213  ax-pre-ltadd 11214  ax-pre-mulgt0 11215

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3775  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3965  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-tp 4634  df-op 4636  df-uni 4909  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  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 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6499  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7373  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-of 7683  df-om 7870  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8164  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-er 8723  df-map 8845  df-ixp 8915  df-en 8963  df-dom 8964  df-sdom 8965  df-fin 8966  df-fsupp 9386  df-sup 9465  df-pnf 11280  df-mnf 11281  df-xr 11282  df-ltxr 11283  df-le 11284  df-sub 11476  df-neg 11477  df-nn 12243  df-2 12305  df-3 12306  df-4 12307  df-5 12308  df-6 12309  df-7 12310  df-8 12311  df-9 12312  df-n0 12503  df-z 12589  df-dec 12708  df-uz 12853  df-fz 13517  df-struct 17115  df-sets 17132  df-slot 17150  df-ndx 17162  df-base 17180  df-ress 17209  df-plusg 17245  df-mulr 17246  df-sca 17248  df-vsca 17249  df-ip 17250  df-tset 17251  df-ple 17252  df-ds 17254  df-hom 17256  df-cco 17257  df-0g 17422  df-prds 17428  df-pws 17430  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-grp 18897  df-minusg 18898  df-sbg 18899  df-subg 19082  df-cmn 19741  df-abl 19742  df-mgp 20079  df-rng 20097  df-ur 20126  df-ring 20179  df-subrg 20512  df-lmod 20749  df-lss 20820  df-sra 21062  df-rgmod 21063  df-dsmm 21670  df-frlm 21685

This theorem is referenced by:  rrxplusgvscavalb  25353