Theorem idlmhm 21131

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 2765	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑀) = ( ·𝑠 ‘𝑀)
3		eqid 2765	. 2 ⊢ (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀)
4		eqid 2765	. 2 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑀)) = (Base‘(Scalar‘𝑀))
5		id 23	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ LMod)
6		eqidd 2766	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀))
7		lmodgrp 20957	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ Grp)
8	1	idghm 19292	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ Grp → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 GrpHom 𝑀))
9	7, 8	syl 18	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 GrpHom 𝑀))
10	1, 3, 2, 4	lmodvscl 20968	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦) ∈ 𝐵)
11	10	3expb 1136	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦) ∈ 𝐵)
12		fvresi 7161	. . . 4 ⊢ ((𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦) ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘(𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
13	11, 12	syl 18	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (( I ↾ 𝐵)‘(𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
14		fvresi 7161	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘𝑦) = 𝑦)
15	14	ad2antll 741	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (( I ↾ 𝐵)‘𝑦) = 𝑦)
16	15	oveq2d 7416	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
17	13, 16	eqtr4d 2803	. 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 21129	1 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 LMHom 𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1563   ∈ wcel 2145   I cid 5546   ↾ cres 5654  ‘cfv 6525  (class class class)co 7400  Basecbs 17259  Scalarcsca 17303   ·_𝑠 cvsca 17304  Grpcgrp 18990   GrpHom cghm 19274  LModclmod 20950   LMHom clmhm 21109

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-sep 5251  ax-nul 5261  ax-pow 5327  ax-pr 5395  ax-un 7722

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4869  df-iun 4954  df-br 5106  df-opab 5168  df-mpt 5187  df-id 5547  df-xp 5658  df-rel 5659  df-cnv 5660  df-co 5661  df-dm 5662  df-rn 5663  df-res 5664  df-ima 5665  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-map 8814  df-mgm 18688  df-sgrp 18767  df-mnd 18783  df-grp 18993  df-ghm 19275  df-lmod 20952  df-lmhm 21112

This theorem is referenced by:  idnmhm  24872  mendring  43777