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

Theorem frlmvscavalb 21813
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 21802 . . . . . 6 ((𝐼𝑊𝑍𝐵) → 𝑍 ∈ (𝐾m 𝐼))
71, 2, 6syl2anc 583 . . . . 5 (𝜑𝑍 ∈ (𝐾m 𝐼))
84fvexi 6934 . . . . . . 7 𝐾 ∈ V
98a1i 11 . . . . . 6 (𝜑𝐾 ∈ V)
109, 1elmapd 8898 . . . . 5 (𝜑 → (𝑍 ∈ (𝐾m 𝐼) ↔ 𝑍:𝐼𝐾))
117, 10mpbid 232 . . . 4 (𝜑𝑍:𝐼𝐾)
1211ffnd 6748 . . 3 (𝜑𝑍 Fn 𝐼)
13 frlmplusgvalb.r . . . . . . . 8 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
143frlmlmod 21792 . . . . . . . 8 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑊) → 𝐹 ∈ LMod)
1513, 1, 14syl2anc 583 . . . . . . 7 (𝜑𝐹 ∈ LMod)
16 frlmvscavalb.a . . . . . . . . 9 (𝜑𝐴𝐾)
1716, 4eleqtrdi 2854 . . . . . . . 8 (𝜑𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
183frlmsca 21796 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
1913, 1, 18syl2anc 583 . . . . . . . . 9 (𝜑𝑅 = (Scalar‘𝐹))
2019fveq2d 6924 . . . . . . . 8 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐹)))
2117, 20eleqtrd 2846 . . . . . . 7 (𝜑𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
22 frlmplusgvalb.x . . . . . . 7 (𝜑𝑋𝐵)
23 eqid 2740 . . . . . . . 8 (Scalar‘𝐹) = (Scalar‘𝐹)
24 frlmvscavalb.v . . . . . . . 8 = ( ·𝑠𝐹)
25 eqid 2740 . . . . . . . 8 (Base‘(Scalar‘𝐹)) = (Base‘(Scalar‘𝐹))
265, 23, 24, 25lmodvscl 20898 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑋𝐵) → (𝐴 𝑋) ∈ 𝐵)
2715, 21, 22, 26syl3anc 1371 . . . . . 6 (𝜑 → (𝐴 𝑋) ∈ 𝐵)
283, 4, 5frlmbasmap 21802 . . . . . 6 ((𝐼𝑊 ∧ (𝐴 𝑋) ∈ 𝐵) → (𝐴 𝑋) ∈ (𝐾m 𝐼))
291, 27, 28syl2anc 583 . . . . 5 (𝜑 → (𝐴 𝑋) ∈ (𝐾m 𝐼))
309, 1elmapd 8898 . . . . 5 (𝜑 → ((𝐴 𝑋) ∈ (𝐾m 𝐼) ↔ (𝐴 𝑋):𝐼𝐾))
3129, 30mpbid 232 . . . 4 (𝜑 → (𝐴 𝑋):𝐼𝐾)
3231ffnd 6748 . . 3 (𝜑 → (𝐴 𝑋) Fn 𝐼)
33 eqfnfv 7064 . . 3 ((𝑍 Fn 𝐼 ∧ (𝐴 𝑋) Fn 𝐼) → (𝑍 = (𝐴 𝑋) ↔ ∀𝑖𝐼 (𝑍𝑖) = ((𝐴 𝑋)‘𝑖)))
3412, 32, 33syl2anc 583 . 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 21811 . . . 4 ((𝜑𝑖𝐼) → ((𝐴 𝑋)‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋𝑖)))
4140eqeq2d 2751 . . 3 ((𝜑𝑖𝐼) → ((𝑍𝑖) = ((𝐴 𝑋)‘𝑖) ↔ (𝑍𝑖) = (𝐴 · (𝑋𝑖))))
4241ralbidva 3182 . 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 1537  wcel 2108  wral 3067  Vcvv 3488   Fn wfn 6568  wf 6569  cfv 6573  (class class class)co 7448  m cmap 8884  Basecbs 17258  .rcmulr 17312  Scalarcsca 17314   ·𝑠 cvsca 17315  Ringcrg 20260  LModclmod 20880   freeLMod cfrlm 21789
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1793  ax-4 1807  ax-5 1909  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2711  ax-rep 5303  ax-sep 5317  ax-nul 5324  ax-pow 5383  ax-pr 5447  ax-un 7770  ax-cnex 11240  ax-resscn 11241  ax-1cn 11242  ax-icn 11243  ax-addcl 11244  ax-addrcl 11245  ax-mulcl 11246  ax-mulrcl 11247  ax-mulcom 11248  ax-addass 11249  ax-mulass 11250  ax-distr 11251  ax-i2m1 11252  ax-1ne0 11253  ax-1rid 11254  ax-rnegex 11255  ax-rrecex 11256  ax-cnre 11257  ax-pre-lttri 11258  ax-pre-lttrn 11259  ax-pre-ltadd 11260  ax-pre-mulgt0 11261
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 847  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1540  df-fal 1550  df-ex 1778  df-nf 1782  df-sb 2065  df-mo 2543  df-eu 2572  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2819  df-nfc 2895  df-ne 2947  df-nel 3053  df-ral 3068  df-rex 3077  df-rmo 3388  df-reu 3389  df-rab 3444  df-v 3490  df-sbc 3805  df-csb 3922  df-dif 3979  df-un 3981  df-in 3983  df-ss 3993  df-pss 3996  df-nul 4353  df-if 4549  df-pw 4624  df-sn 4649  df-pr 4651  df-tp 4653  df-op 4655  df-uni 4932  df-iun 5017  df-br 5167  df-opab 5229  df-mpt 5250  df-tr 5284  df-id 5593  df-eprel 5599  df-po 5607  df-so 5608  df-fr 5652  df-we 5654  df-xp 5706  df-rel 5707  df-cnv 5708  df-co 5709  df-dm 5710  df-rn 5711  df-res 5712  df-ima 5713  df-pred 6332  df-ord 6398  df-on 6399  df-lim 6400  df-suc 6401  df-iota 6525  df-fun 6575  df-fn 6576  df-f 6577  df-f1 6578  df-fo 6579  df-f1o 6580  df-fv 6581  df-riota 7404  df-ov 7451  df-oprab 7452  df-mpo 7453  df-of 7714  df-om 7904  df-1st 8030  df-2nd 8031  df-supp 8202  df-frecs 8322  df-wrecs 8353  df-recs 8427  df-rdg 8466  df-1o 8522  df-er 8763  df-map 8886  df-ixp 8956  df-en 9004  df-dom 9005  df-sdom 9006  df-fin 9007  df-fsupp 9432  df-sup 9511  df-pnf 11326  df-mnf 11327  df-xr 11328  df-ltxr 11329  df-le 11330  df-sub 11522  df-neg 11523  df-nn 12294  df-2 12356  df-3 12357  df-4 12358  df-5 12359  df-6 12360  df-7 12361  df-8 12362  df-9 12363  df-n0 12554  df-z 12640  df-dec 12759  df-uz 12904  df-fz 13568  df-struct 17194  df-sets 17211  df-slot 17229  df-ndx 17241  df-base 17259  df-ress 17288  df-plusg 17324  df-mulr 17325  df-sca 17327  df-vsca 17328  df-ip 17329  df-tset 17330  df-ple 17331  df-ds 17333  df-hom 17335  df-cco 17336  df-0g 17501  df-prds 17507  df-pws 17509  df-mgm 18678  df-sgrp 18757  df-mnd 18773  df-grp 18976  df-minusg 18977  df-sbg 18978  df-subg 19163  df-cmn 19824  df-abl 19825  df-mgp 20162  df-rng 20180  df-ur 20209  df-ring 20262  df-subrg 20597  df-lmod 20882  df-lss 20953  df-sra 21195  df-rgmod 21196  df-dsmm 21775  df-frlm 21790
This theorem is referenced by: (None)
  Copyright terms: Public domain W3C validator