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

Theorem frlmvscavalb 22131
Description: 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)
Assertion
Ref Expression
frlmvscavalb (𝜑 → (𝑍 = (𝐴 ∙ 𝑋) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖))))
Distinct variable groups:   𝑖,𝐼   𝑖,𝑋   𝑖,𝑍   𝜑,𝑖   𝐴,𝑖   ∙ ,𝑖
Allowed substitution hints:   𝐵(𝑖)   𝑅(𝑖)   · (𝑖)   𝐹(𝑖)   𝐾(𝑖)   𝑊(𝑖)

Proof of Theorem frlmvscavalb
StepHypRef Expression
1 frlmplusgvalb.i . . . . . 6 (𝜑 → 𝐼 ∈ 𝑊)
2 frlmplusgvalb.z . . . . . 6 (𝜑 → 𝑍 ∈ 𝐵)
3 frlmplusgvalb.f . . . . . . 7 𝐹 = (𝑅 freeLMod 𝐼)
4 frlmvscavalb.k . . . . . . 7 𝐾 = (Base‘𝑅)
5 frlmplusgvalb.b . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝐹)
63, 4, 5frlmbasmap 22120 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → 𝑍 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
71, 2, 6syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
84fvexi 6930 . . . . . . 7 𝐾 ∈ V
98a1i 11 . . . . . 6 (𝜑 → 𝐾 ∈ V)
109, 1elmapd 8898 . . . . 5 (𝜑 → (𝑍 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼) ↔ 𝑍:𝐼⟶𝐾))
117, 10mpbid 235 . . . 4 (𝜑 → 𝑍:𝐼⟶𝐾)
1211ffnd 6740 . . 3 (𝜑 → 𝑍 Fn 𝐼)
13 frlmplusgvalb.r . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
143frlmlmod 22110 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ LMod)
1513, 1, 14syl2anc 596 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐹 ∈ LMod)
16 frlmvscavalb.a . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐾)
1716, 4eleqtrdi 2874 . . . . . . . 8 (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
183frlmsca 22114 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
1913, 1, 18syl2anc 596 . . . . . . . . 9 (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
2019fveq2d 6920 . . . . . . . 8 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐹)))
2117, 20eleqtrd 2866 . . . . . . 7 (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
22 frlmplusgvalb.x . . . . . . 7 (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
23 eqid 2763 . . . . . . . 8 (Scalar‘𝐹) = (Scalar‘𝐹)
24 frlmvscavalb.v . . . . . . . 8 ∙ = ( ·𝑠 ‘𝐹)
25 eqid 2763 . . . . . . . 8 (Base‘(Scalar‘𝐹)) = (Base‘(Scalar‘𝐹))
265, 23, 24, 25lmodvscl 21204 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
2715, 21, 22, 26syl3anc 1399 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
283, 4, 5frlmbasmap 22120 . . . . . 6 ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵) → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
291, 27, 28syl2anc 596 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
309, 1elmapd 8898 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 ∙ 𝑋) ∈ (𝐾 ↑m 𝐼) ↔ (𝐴 ∙ 𝑋):𝐼⟶𝐾))
3129, 30mpbid 235 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋):𝐼⟶𝐾)
3231ffnd 6740 . . 3 (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) Fn 𝐼)
33 eqfnfv 7060 . . 3 ((𝑍 Fn 𝐼 ∧ (𝐴 ∙ 𝑋) Fn 𝐼) → (𝑍 = (𝐴 ∙ 𝑋) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖)))
3412, 32, 33syl2anc 596 . 2 (𝜑 → (𝑍 = (𝐴 ∙ 𝑋) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖)))
351adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑊)
3616adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐴 ∈ 𝐾)
3722adantr 486 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑋 ∈ 𝐵)
38 simpr 490 . . . . 5 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑖 ∈ 𝐼)
39 frlmvscavalb.t . . . . 5 · = (.r‘𝑅)
403, 5, 4, 35, 36, 37, 38, 24, 39frlmvscaval 22129 . . . 4 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖)))
4140eqeq2d 2774 . . 3 ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑍‘𝑖) = ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) ↔ (𝑍‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖))))
4241ralbidva 3187 . 2 (𝜑 → (∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖))))
4334, 42bitrd 282 1 (𝜑 → (𝑍 = (𝐴 ∙ 𝑋) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖))))
Colors of variables:    wff setvar class
This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   = wceq 1570   ∈ wcel 2147  ∀wral 3080  Vcvv 3454   Fn wfn 6561  ⟶wf 6562  ‘cfv 6566  (class class class)co 7451   ↑m cmap 8885  Basecbs 17431  .rcmulr 17473  Scalarcsca 17475   ·𝑠 cvsca 17476  Ringcrg 20510  LModclmod 21186   freeLMod cfrlm 22107
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 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5238  ax-sep 5255  ax-nul 5266  ax-pow 5334  ax-pr 5398  ax-un 7783  ax-cnex 11295  ax-resscn 11296  ax-1cn 11297  ax-icn 11298  ax-addcl 11299  ax-addrcl 11300  ax-mulcl 11301  ax-mulrcl 11302  ax-mulcom 11303  ax-addass 11304  ax-mulass 11305  ax-distr 11306  ax-i2m1 11307  ax-1ne0 11308  ax-1rid 11309  ax-rnegex 11310  ax-rrecex 11311  ax-cnre 11312  ax-pre-lttri 11313  ax-pre-lttrn 11314  ax-pre-ltadd 11315  ax-pre-mulgt0 11316
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 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-tp 4593  df-op 4841  df-uni 4873  df-iun 4958  df-br 5109  df-opab 5174  df-mpt 5193  df-tr 5219  df-id 5553  df-eprel 5558  df-po 5566  df-so 5567  df-fr 5611  df-we 5613  df-xp 5664  df-rel 5665  df-cnv 5666  df-co 5667  df-dm 5668  df-rn 5669  df-res 5670  df-ima 5671  df-pred 6330  df-ord 6391  df-on 6392  df-lim 6393  df-suc 6394  df-iota 6520  df-fun 6568  df-fn 6569  df-f 6570  df-f1 6571  df-fo 6572  df-f1o 6573  df-fv 6574  df-riota 7408  df-ov 7454  df-oprab 7455  df-mpo 7456  df-of 7725  df-om 7912  df-1st 8035  df-2nd 8036  df-supp 8215  df-frecs 8337  df-wrecs 8368  df-recs 8417  df-rdg 8456  df-1o 8514  df-er 8755  df-map 8887  df-ixp 8964  df-en 9012  df-dom 9013  df-sdom 9014  df-fin 9015  df-fsupp 9392  df-sup 9471  df-pnf 11384  df-mnf 11385  df-xr 11386  df-ltxr 11387  df-le 11388  df-sub 11582  df-neg 11583  df-nn 12376  df-2 12445  df-3 12446  df-4 12447  df-5 12448  df-6 12449  df-7 12450  df-8 12451  df-9 12452  df-n0 12647  df-z 12734  df-dec 12855  df-uz 13006  df-fz 13680  df-struct 17369  df-sets 17386  df-slot 17404  df-ndx 17416  df-base 17432  df-ress 17453  df-plusg 17486  df-mulr 17487  df-sca 17489  df-vsca 17490  df-ip 17491  df-tset 17492  df-ple 17493  df-ds 17495  df-hom 17497  df-cco 17498  df-0g 17662  df-prds 17668  df-pws 17670  df-mgm 18866  df-sgrp 18958  df-mnd 18974  df-grp 19197  df-minusg 19198  df-sbg 19199  df-subg 19383  df-cmn 20047  df-abl 20048  df-mgp 20412  df-rng 20426  df-ur 20459  df-ring 20512  df-subrg 20873  df-lmod 21188  df-lss 21258  df-sra 21499  df-rgmod 21500  df-dsmm 22093  df-frlm 22108
This theorem is used by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator