Theorem frlmvscavalb 21684

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

Step	Hyp	Ref	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)
6	3, 4, 5	frlmbasmap 21673	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑍 ∈ 𝐵) → 𝑍 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
7	1, 2, 6	syl2anc 583	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → 𝑍 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
8	4	fvexi 6905	. . . . . . 7 ⊢ 𝐾 ∈ V
9	8	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → 𝐾 ∈ V)
10	9, 1	elmapd 8848	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝑍 ∈ (𝐾 ↑m 𝐼) ↔ 𝑍:𝐼⟶𝐾))
11	7, 10	mpbid 231	. . . 4 ⊢ (𝜑 → 𝑍:𝐼⟶𝐾)
12	11	ffnd 6717	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑍 Fn 𝐼)
13		frlmplusgvalb.r	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ Ring)
14	3	frlmlmod 21663	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ LMod)
15	13, 1, 14	syl2anc 583	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐹 ∈ LMod)
16		frlmvscavalb.a	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ 𝐾)
17	16, 4	eleqtrdi 2838	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘𝑅))
18	3	frlmsca 21667	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
19	13, 1, 18	syl2anc 583	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝜑 → 𝑅 = (Scalar‘𝐹))
20	19	fveq2d 6895	. . . . . . . 8 ⊢ (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝐹)))
21	17, 20	eleqtrd 2830	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)))
22		frlmplusgvalb.x	. . . . . . 7 ⊢ (𝜑 → 𝑋 ∈ 𝐵)
23		eqid 2727	. . . . . . . 8 ⊢ (Scalar‘𝐹) = (Scalar‘𝐹)
24		frlmvscavalb.v	. . . . . . . 8 ⊢ ∙ = ( ·𝑠 ‘𝐹)
25		eqid 2727	. . . . . . . 8 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝐹)) = (Base‘(Scalar‘𝐹))
26	5, 23, 24, 25	lmodvscl 20743	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ (Base‘(Scalar‘𝐹)) ∧ 𝑋 ∈ 𝐵) → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
27	15, 21, 22, 26	syl3anc 1369	. . . . . 6 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵)
28	3, 4, 5	frlmbasmap 21673	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ 𝐵) → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
29	1, 27, 28	syl2anc 583	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) ∈ (𝐾 ↑m 𝐼))
30	9, 1	elmapd 8848	. . . . 5 ⊢ (𝜑 → ((𝐴 ∙ 𝑋) ∈ (𝐾 ↑m 𝐼) ↔ (𝐴 ∙ 𝑋):𝐼⟶𝐾))
31	29, 30	mpbid 231	. . . 4 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋):𝐼⟶𝐾)
32	31	ffnd 6717	. . 3 ⊢ (𝜑 → (𝐴 ∙ 𝑋) Fn 𝐼)
33		eqfnfv 7034	. . 3 ⊢ ((𝑍 Fn 𝐼 ∧ (𝐴 ∙ 𝑋) Fn 𝐼) → (𝑍 = (𝐴 ∙ 𝑋) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖)))
34	12, 32, 33	syl2anc 583	. 2 ⊢ (𝜑 → (𝑍 = (𝐴 ∙ 𝑋) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖)))
35	1	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐼 ∈ 𝑊)
36	16	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝐴 ∈ 𝐾)
37	22	adantr 480	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑋 ∈ 𝐵)
38		simpr 484	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → 𝑖 ∈ 𝐼)
39		frlmvscavalb.t	. . . . 5 ⊢ · = (.r‘𝑅)
40	3, 5, 4, 35, 36, 37, 38, 24, 39	frlmvscaval 21682	. . . 4 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖)))
41	40	eqeq2d 2738	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑖 ∈ 𝐼) → ((𝑍‘𝑖) = ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) ↔ (𝑍‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖))))
42	41	ralbidva 3170	. 2 ⊢ (𝜑 → (∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = ((𝐴 ∙ 𝑋)‘𝑖) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖))))
43	34, 42	bitrd 279	1 ⊢ (𝜑 → (𝑍 = (𝐴 ∙ 𝑋) ↔ ∀𝑖 ∈ 𝐼 (𝑍‘𝑖) = (𝐴 · (𝑋‘𝑖))))

Syntax hints:   → wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 395   = wceq 1534   ∈ wcel 2099  ∀wral 3056  Vcvv 3469   Fn wfn 6537  ⟶wf 6538  ‘cfv 6542  (class class class)co 7414   ↑_m cmap 8834  Basecbs 17165  ._rcmulr 17219  Scalarcsca 17221   ·_𝑠 cvsca 17222  Ringcrg 20157  LModclmod 20725   freeLMod cfrlm 21660

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 7732  ax-cnex 11180  ax-resscn 11181  ax-1cn 11182  ax-icn 11183  ax-addcl 11184  ax-addrcl 11185  ax-mulcl 11186  ax-mulrcl 11187  ax-mulcom 11188  ax-addass 11189  ax-mulass 11190  ax-distr 11191  ax-i2m1 11192  ax-1ne0 11193  ax-1rid 11194  ax-rnegex 11195  ax-rrecex 11196  ax-cnre 11197  ax-pre-lttri 11198  ax-pre-lttrn 11199  ax-pre-ltadd 11200  ax-pre-mulgt0 11201

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 7677  df-om 7863  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-supp 8158  df-frecs 8278  df-wrecs 8309  df-recs 8383  df-rdg 8422  df-1o 8478  df-er 8716  df-map 8836  df-ixp 8906  df-en 8954  df-dom 8955  df-sdom 8956  df-fin 8957  df-fsupp 9376  df-sup 9451  df-pnf 11266  df-mnf 11267  df-xr 11268  df-ltxr 11269  df-le 11270  df-sub 11462  df-neg 11463  df-nn 12229  df-2 12291  df-3 12292  df-4 12293  df-5 12294  df-6 12295  df-7 12296  df-8 12297  df-9 12298  df-n0 12489  df-z 12575  df-dec 12694  df-uz 12839  df-fz 13503  df-struct 17101  df-sets 17118  df-slot 17136  df-ndx 17148  df-base 17166  df-ress 17195  df-plusg 17231  df-mulr 17232  df-sca 17234  df-vsca 17235  df-ip 17236  df-tset 17237  df-ple 17238  df-ds 17240  df-hom 17242  df-cco 17243  df-0g 17408  df-prds 17414  df-pws 17416  df-mgm 18585  df-sgrp 18664  df-mnd 18680  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-subg 19062  df-cmn 19721  df-abl 19722  df-mgp 20059  df-rng 20077  df-ur 20106  df-ring 20159  df-subrg 20490  df-lmod 20727  df-lss 20798  df-sra 21040  df-rgmod 21041  df-dsmm 21646  df-frlm 21661

This theorem is referenced by: (None)