Theorem idlmhm 21173

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 2762	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑀) = ( ·𝑠 ‘𝑀)
3		eqid 2762	. 2 ⊢ (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀)
4		eqid 2762	. 2 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑀)) = (Base‘(Scalar‘𝑀))
5		id 23	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ LMod)
6		eqidd 2763	. 2 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → (Scalar‘𝑀) = (Scalar‘𝑀))
7		lmodgrp 20999	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ Grp)
8	1	idghm 19307	. . 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 21010	. . . . 5 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦) ∈ 𝐵)
11	10	3expb 1137	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦) ∈ 𝐵)
12		fvresi 7171	. . . 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 7171	. . . . 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 7428	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑀)) ∧ 𝑦 ∈ 𝐵)) → (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)(( I ↾ 𝐵)‘𝑦)) = (𝑥( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
17	13, 16	eqtr4d 2800	. 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 21171	1 ⊢ (𝑀 ∈ LMod → ( I ↾ 𝐵) ∈ (𝑀 LMHom 𝑀))

This proof depends on syntax axioms:   → wi 4   ∧ wa 400   = wceq 1569   ∈ wcel 2142   I cid 5554   ↾ cres 5662  ‘cfv 6536  (class class class)co 7412  Basecbs 17275  Scalarcsca 17319   ·_𝑠 cvsca 17320  Grpcgrp 19006   GrpHom cghm 19289  LModclmod 20992   LMHom clmhm 21151

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1824  ax-4 1838  ax-5 1939  ax-6 1996  ax-7 2037  ax-8 2144  ax-9 2152  ax-10 2175  ax-11 2191  ax-12 2212  ax-ext 2734  ax-sep 5256  ax-nul 5268  ax-pow 5335  ax-pr 5403  ax-un 7734

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3an 1104  df-tru 1572  df-fal 1582  df-ex 1809  df-nf 1813  df-sb 2096  df-mo 2566  df-eu 2596  df-clab 2741  df-cleq 2754  df-clel 2837  df-nfc 2911  df-ne 2958  df-ral 3079  df-rex 3089  df-rab 3416  df-v 3456  df-sbc 3744  df-csb 3853  df-dif 3907  df-un 3909  df-in 3911  df-ss 3921  df-nul 4286  df-if 4487  df-pw 4563  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4595  df-uni 4872  df-iun 4957  df-br 5109  df-opab 5173  df-mpt 5192  df-id 5555  df-xp 5666  df-rel 5667  df-cnv 5668  df-co 5669  df-dm 5670  df-rn 5671  df-res 5672  df-ima 5673  df-iota 6492  df-fun 6538  df-fn 6539  df-f 6540  df-f1 6541  df-fo 6542  df-f1o 6543  df-fv 6544  df-ov 7415  df-oprab 7416  df-mpo 7417  df-1st 7984  df-2nd 7985  df-map 8824  df-mgm 18704  df-sgrp 18783  df-mnd 18799  df-grp 19009  df-ghm 19290  df-lmod 20994  df-lmhm 21154

This theorem is used by:  idnmhm  24922  mendring  43943