Theorem idlmhm 20644

Description: The identity function on a module is linear. (Contributed by Stefan O'Rear, 4-Sep-2015.)

Hypothesis

Ref	Expression
idlmhm.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)

Assertion

Ref	Expression
idlmhm	⊢ (𝑀 ∈ LMod → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 LMHom 𝑀))

Proof of Theorem idlmhm

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		idlmhm.b	. 2 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
2		eqid 2732	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑀) = ( ·𝑠 ‘𝑀)
3		eqid 2732	. 2 ⊢ (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀)
4		eqid 2732	. 2 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑀)) = (Base‘(Scalar‘𝑀))
5		id 22	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ LMod)
6		eqidd 2733	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀))
7		lmodgrp 20470	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ Grp)
8	1	idghm 19101	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ Grp → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 GrpHom 𝑀))
9	7, 8	syl 17	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 GrpHom 𝑀))
10	1, 3, 2, 4	lmodvscl 20481	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦) ∈ 𝐵)
11	10	3expb 1120	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦) ∈ 𝐵)
12		fvresi 7167	. . . 4 ⊢ ((𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦) ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘(𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
13	11, 12	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (( I ↾ 𝐵)‘(𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
14		fvresi 7167	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘𝑦) = 𝑦)
15	14	ad2antll 727	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (( I ↾ 𝐵)‘𝑦) = 𝑦)
16	15	oveq2d 7421	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
17	13, 16	eqtr4d 2775	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (( I ↾ 𝐵)‘(𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑦)))
18	1, 2, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 6, 9, 17	islmhmd 20642	1 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 LMHom 𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106   I cid 5572   ↾ cres 5677  ‘cfv 6540  (class class class)co 7405  Basecbs 17140  Scalarcsca 17196   ·_𝑠 cvsca 17197  Grpcgrp 18815   GrpHom cghm 19083  LModclmod 20463   LMHom clmhm 20622

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-ral 3062  df-rex 3071  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-id 5573  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-grp 18818  df-ghm 19084  df-lmod 20465  df-lmhm 20625

This theorem is referenced by:  idnmhm  24262  mendring  41919