Theorem frlmvplusgscavalb 21692

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 21670	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ LMod)
6	4, 3, 5	syl2anc 583	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ LMod)
7		frlmvscavalb.a	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐾)
8		frlmvscavalb.k	. . . . . 6 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑅)
9	7, 8	eleqtrdi 2838	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
10	1	frlmsca 21674	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
11	4, 3, 10	syl2anc 583	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
12	11	fveq2d 6895	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐹)))
13	9, 12	eleqtrd 2830	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
14		frlmplusgvalb.x	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
15		eqid 2727	. . . . 5 ⊢ (Scalar‘𝐹) = (Scalar‘𝐹)
16		frlmvscavalb.v	. . . . 5 ⊢ ∙ = ( ·𝑠 ‘𝐹)
17		eqid 2727	. . . . 5 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝐹)) = (Base‘(Scalar‘𝐹))
18	2, 15, 16, 17	lmodvscl 20750	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
19	6, 13, 14, 18	syl3anc 1369	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
20		frlmplusgvalb.z	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝐵)
21		frlmvplusgscavalb.c	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ 𝐾)
22	21, 8	eleqtrdi 2838	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘𝑅))
23	22, 12	eleqtrd 2830	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝐶 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
24		frlmvplusgscavalb.y	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑌 ∈ 𝐵)
25	2, 15, 16, 17	lmodvscl 20750	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐶 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑌 ∈ 𝐵) → (𝐶 ∙ 𝑌) ∈ 𝐵)
26	6, 23, 24, 25	syl3anc 1369	. . 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 21690	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑍 = ((𝐴 ∙ 𝑋) ✚ (𝐶 ∙ 𝑌)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖))))
30	3	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑊)
31	7	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐴 ∈ 𝐾)
32	14	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑋 ∈ 𝐵)
33		simpr 484	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑖 ∈ 𝐼)
34		frlmvscavalb.t	. . . . . 6 ⊢ · = (.r‘𝑅)
35	1, 2, 8, 30, 31, 32, 33, 16, 34	frlmvscaval 21689	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖)))
36	21	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐶 ∈ 𝐾)
37	24	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑌 ∈ 𝐵)
38	1, 2, 8, 30, 36, 37, 33, 16, 34	frlmvscaval 21689	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖) = (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))
39	35, 38	oveq12d 7432	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖))))
40	39	eqeq2d 2738	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑍‘𝑖) = (((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) + ((𝐶 ∙ 𝑌)‘𝑖)) ↔ (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))
41	40	ralbidva 3170	. 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 279	1 ⊢ (𝜑 → (𝑍 = ((𝐴 ∙ 𝑋) ✚ (𝐶 ∙ 𝑌)) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 · (𝑋‘𝑖)) + (𝐶 · (𝑌‘𝑖)))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  ∀wral 3056  ‘cfv 6542  (class class class)co 7414  Basecbs 17171  +_gcplusg 17224  ._rcmulr 17225  Scalarcsca 17227   ·_𝑠 cvsca 17228  Ringcrg 20164  LModclmod 20732   freeLMod cfrlm 21667

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-rep 5279  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-cnex 11186  ax-resscn 11187  ax-1cn 11188  ax-icn 11189  ax-addcl 11190  ax-addrcl 11191  ax-mulcl 11192  ax-mulrcl 11193  ax-mulcom 11194  ax-addass 11195  ax-mulass 11196  ax-distr 11197  ax-i2m1 11198  ax-1ne0 11199  ax-1rid 11200  ax-rnegex 11201  ax-rrecex 11202  ax-cnre 11203  ax-pre-lttri 11204  ax-pre-lttrn 11205  ax-pre-ltadd 11206  ax-pre-mulgt0 11207

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-tp 4629  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-of 7679  df-om 7865  df-1st 7987  df-2nd 7988  df-supp 8160  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8718  df-map 8838  df-ixp 8908  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-fin 8959  df-fsupp 9378  df-sup 9457  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12235  df-2 12297  df-3 12298  df-4 12299  df-5 12300  df-6 12301  df-7 12302  df-8 12303  df-9 12304  df-n0 12495  df-z 12581  df-dec 12700  df-uz 12845  df-fz 13509  df-struct 17107  df-sets 17124  df-slot 17142  df-ndx 17154  df-base 17172  df-ress 17201  df-plusg 17237  df-mulr 17238  df-sca 17240  df-vsca 17241  df-ip 17242  df-tset 17243  df-ple 17244  df-ds 17246  df-hom 17248  df-cco 17249  df-0g 17414  df-prds 17420  df-pws 17422  df-mgm 18591  df-sgrp 18670  df-mnd 18686  df-grp 18884  df-minusg 18885  df-sbg 18886  df-subg 19069  df-cmn 19728  df-abl 19729  df-mgp 20066  df-rng 20084  df-ur 20113  df-ring 20166  df-subrg 20497  df-lmod 20734  df-lss 20805  df-sra 21047  df-rgmod 21048  df-dsmm 21653  df-frlm 21668

This theorem is referenced by:  rrxplusgvscavalb  25310