Theorem idlmhm 20973

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 2731	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑀) = ( ·𝑠 ‘𝑀)
3		eqid 2731	. 2 ⊢ (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀)
4		eqid 2731	. 2 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑀)) = (Base‘(Scalar‘𝑀))
5		id 22	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ LMod)
6		eqidd 2732	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀))
7		lmodgrp 20798	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ Grp)
8	1	idghm 19141	. . 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 20809	. . . . 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 7107	. . . 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 7107	. . . . 5 ⊢ (𝑦 ∈ 𝐵 → (( I ↾ 𝐵)‘𝑦) = 𝑦)
15	14	ad2antll 729	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (( I ↾ 𝐵)‘𝑦) = 𝑦)
16	15	oveq2d 7362	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
17	13, 16	eqtr4d 2769	. 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 20971	1 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 LMHom 𝑀))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2111   I cid 5510   ↾ cres 5618  ‘cfv 6481  (class class class)co 7346  Basecbs 17117  Scalarcsca 17161   ·_𝑠 cvsca 17162  Grpcgrp 18843   GrpHom cghm 19122  LModclmod 20791   LMHom clmhm 20951

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2113  ax-9 2121  ax-10 2144  ax-11 2160  ax-12 2180  ax-ext 2703  ax-sep 5234  ax-nul 5244  ax-pow 5303  ax-pr 5370  ax-un 7668

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2535  df-eu 2564  df-clab 2710  df-cleq 2723  df-clel 2806  df-nfc 2881  df-ne 2929  df-ral 3048  df-rex 3057  df-rab 3396  df-v 3438  df-sbc 3742  df-csb 3851  df-dif 3905  df-un 3907  df-in 3909  df-ss 3919  df-nul 4284  df-if 4476  df-pw 4552  df-sn 4577  df-pr 4579  df-op 4583  df-uni 4860  df-iun 4943  df-br 5092  df-opab 5154  df-mpt 5173  df-id 5511  df-xp 5622  df-rel 5623  df-cnv 5624  df-co 5625  df-dm 5626  df-rn 5627  df-res 5628  df-ima 5629  df-iota 6437  df-fun 6483  df-fn 6484  df-f 6485  df-f1 6486  df-fo 6487  df-f1o 6488  df-fv 6489  df-ov 7349  df-oprab 7350  df-mpo 7351  df-1st 7921  df-2nd 7922  df-map 8752  df-mgm 18545  df-sgrp 18624  df-mnd 18640  df-grp 18846  df-ghm 19123  df-lmod 20793  df-lmhm 20954

This theorem is referenced by:  idnmhm  24667  mendring  43220