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

Theorem frlmvscavalb 21712
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 (𝜑𝐼𝑊)
frlmplusgvalb.x (𝜑𝑋𝐵)
frlmplusgvalb.z (𝜑𝑍𝐵)
frlmplusgvalb.r (𝜑𝑅 ∈ Ring)
frlmvscavalb.k 𝐾 = (Base‘𝑅)
frlmvscavalb.a (𝜑𝐴𝐾)
frlmvscavalb.v = ( ·𝑠𝐹)
frlmvscavalb.t · = (.r𝑅)
Assertion
Ref Expression
frlmvscavalb (𝜑 → (𝑍 = (𝐴 𝑋) ↔ ∀𝑖𝐼 (𝑍𝑖) = (𝐴 · (𝑋𝑖))))
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 (𝜑𝐼𝑊)
2 frlmplusgvalb.z . . . . . 6 (𝜑𝑍𝐵)
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 21701 . . . . . 6 ((𝐼𝑊𝑍𝐵) → 𝑍 ∈ (𝐾m 𝐼))
71, 2, 6syl2anc 584 . . . . 5 (𝜑𝑍 ∈ (𝐾m 𝐼))
84fvexi 6854 . . . . . . 7 𝐾 ∈ V
98a1i 11 . . . . . 6 (𝜑𝐾 ∈ V)
109, 1elmapd 8790 . . . . 5 (𝜑 → (𝑍 ∈ (𝐾m 𝐼) ↔ 𝑍:𝐼𝐾))
117, 10mpbid 232 . . . 4 (𝜑𝑍:𝐼𝐾)
1211ffnd 6671 . . 3 (𝜑𝑍 Fn 𝐼)
13 frlmplusgvalb.r . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
143frlmlmod 21691 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑊) → 𝐹 ∈ LMod)
1513, 1, 14syl2anc 584 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 ∈ LMod)
16 frlmvscavalb.a . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴𝐾)
1716, 4eleqtrdi 2838 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
183frlmsca 21695 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
1913, 1, 18syl2anc 584 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 = (Scalar‘𝐹))
2019fveq2d 6844 . . . . . . . 8 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐹)))
2117, 20eleqtrd 2830 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
22 frlmplusgvalb.x . . . . . . 7 (𝜑𝑋𝐵)
23 eqid 2729 . . . . . . . 8 (Scalar‘𝐹) = (Scalar‘𝐹)
24 frlmvscavalb.v . . . . . . . 8 = ( ·𝑠𝐹)
25 eqid 2729 . . . . . . . 8 (Base‘(Scalar‘𝐹)) = (Base‘(Scalar‘𝐹))
265, 23, 24, 25lmodvscl 20816 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑋𝐵) → (𝐴 𝑋) ∈ 𝐵)
2715, 21, 22, 26syl3anc 1373 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 𝑋) ∈ 𝐵)
283, 4, 5frlmbasmap 21701 . . . . . 6 ((𝐼𝑊 ∧ (𝐴 𝑋) ∈ 𝐵) → (𝐴 𝑋) ∈ (𝐾m 𝐼))
291, 27, 28syl2anc 584 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 𝑋) ∈ (𝐾m 𝐼))
309, 1elmapd 8790 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 𝑋) ∈ (𝐾m 𝐼) ↔ (𝐴 𝑋):𝐼𝐾))
3129, 30mpbid 232 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 𝑋):𝐼𝐾)
3231ffnd 6671 . . 3 (𝜑 → (𝐴 𝑋) Fn 𝐼)
33 eqfnfv 6985 . . 3 ((𝑍 Fn 𝐼 ∧ (𝐴 𝑋) Fn 𝐼) → (𝑍 = (𝐴 𝑋) ↔ ∀𝑖𝐼 (𝑍𝑖) = ((𝐴 𝑋)‘𝑖)))
3412, 32, 33syl2anc 584 . 2 (𝜑 → (𝑍 = (𝐴 𝑋) ↔ ∀𝑖𝐼 (𝑍𝑖) = ((𝐴 𝑋)‘𝑖)))
351adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑖𝐼) → 𝐼𝑊)
3616adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑖𝐼) → 𝐴𝐾)
3722adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑖𝐼) → 𝑋𝐵)
38 simpr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑖𝐼) → 𝑖𝐼)
39 frlmvscavalb.t . . . . 5 · = (.r𝑅)
403, 5, 4, 35, 36, 37, 38, 24, 39frlmvscaval 21710 . . . 4 ((𝜑𝑖𝐼) → ((𝐴 𝑋)‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋𝑖)))
4140eqeq2d 2740 . . 3 ((𝜑𝑖𝐼) → ((𝑍𝑖) = ((𝐴 𝑋)‘𝑖) ↔ (𝑍𝑖) = (𝐴 · (𝑋𝑖))))
4241ralbidva 3154 . 2 (𝜑 → (∀𝑖𝐼 (𝑍𝑖) = ((𝐴 𝑋)‘𝑖) ↔ ∀𝑖𝐼 (𝑍𝑖) = (𝐴 · (𝑋𝑖))))
4334, 42bitrd 279 1 (𝜑 → (𝑍 = (𝐴 𝑋) ↔ ∀𝑖𝐼 (𝑍𝑖) = (𝐴 · (𝑋𝑖))))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395   = wceq 1540  wcel 2109  wral 3044  Vcvv 3444   Fn wfn 6494  wf 6495  cfv 6499  (class class class)co 7369  m cmap 8776  Basecbs 17155  .rcmulr 17197  Scalarcsca 17199   ·𝑠 cvsca 17200  Ringcrg 20153  LModclmod 20798   freeLMod cfrlm 21688
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-tp 4590  df-op 4592  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-of 7633  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-supp 8117  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-er 8648  df-map 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9289  df-sup 9369  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-nn 12163  df-2 12225  df-3 12226  df-4 12227  df-5 12228  df-6 12229  df-7 12230  df-8 12231  df-9 12232  df-n0 12419  df-z 12506  df-dec 12626  df-uz 12770  df-fz 13445  df-struct 17093  df-sets 17110  df-slot 17128  df-ndx 17140  df-base 17156  df-ress 17177  df-plusg 17209  df-mulr 17210  df-sca 17212  df-vsca 17213  df-ip 17214  df-tset 17215  df-ple 17216  df-ds 17218  df-hom 17220  df-cco 17221  df-0g 17380  df-prds 17386  df-pws 17388  df-mgm 18549  df-sgrp 18628  df-mnd 18644  df-grp 18850  df-minusg 18851  df-sbg 18852  df-subg 19037  df-cmn 19696  df-abl 19697  df-mgp 20061  df-rng 20073  df-ur 20102  df-ring 20155  df-subrg 20490  df-lmod 20800  df-lss 20870  df-sra 21112  df-rgmod 21113  df-dsmm 21674  df-frlm 21689
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator