Theorem imasvscaf 17167

Description: The image structure's scalar multiplication is closed in the base set. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
imasvscaf.u	⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝐹 “s 𝑅))
imasvscaf.v	⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
imasvscaf.f	⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–onto→𝐵)
imasvscaf.r	⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑍)
imasvscaf.g	⊢ 𝐺 = (Scalar‘𝑅)
imasvscaf.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝐺)
imasvscaf.q	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑅)
imasvscaf.s	⊢ ∙ = ( ·𝑠 ‘𝑈)
imasvscaf.e	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐾 ∧ 𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → ((𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑞) → (𝐹‘(𝑝 · 𝑎)) = (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))))
imasvscaf.c	⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐾 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → (𝑝 · 𝑞) ∈ 𝑉)

Assertion

Ref	Expression
imasvscaf	⊢ (𝜑 → ∙ :(𝐾 × 𝐵)⟶𝐵)

Distinct variable groups:   𝑝,𝑎,𝑞,𝐹   𝐾,𝑎,𝑝,𝑞   𝜑,𝑎,𝑝,𝑞   𝐵,𝑝,𝑞   𝑅,𝑝,𝑞   · ,𝑝,𝑞   ∙ ,𝑎,𝑝,𝑞   𝑉,𝑎,𝑝,𝑞

Allowed substitution hints:   𝐵(𝑎)   𝑅(𝑎)   · (𝑎)   𝑈(𝑞,𝑝,𝑎)   𝐺(𝑞,𝑝,𝑎)   𝑍(𝑞,𝑝,𝑎)

Proof of Theorem imasvscaf

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		imasvscaf.u	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑈 = (𝐹 “s 𝑅))
2		imasvscaf.v	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑉 = (Base‘𝑅))
3		imasvscaf.f	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉–onto→𝐵)
4		imasvscaf.r	. . 3 ⊢ (𝜑 → 𝑅 ∈ 𝑍)
5		imasvscaf.g	. . 3 ⊢ 𝐺 = (Scalar‘𝑅)
6		imasvscaf.k	. . 3 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝐺)
7		imasvscaf.q	. . 3 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑅)
8		imasvscaf.s	. . 3 ⊢ ∙ = ( ·𝑠 ‘𝑈)
9		imasvscaf.e	. . 3 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐾 ∧ 𝑎 ∈ 𝑉 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → ((𝐹‘𝑎) = (𝐹‘𝑞) → (𝐹‘(𝑝 · 𝑎)) = (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))))
10	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9	imasvscafn 17165	. 2 ⊢ (𝜑 → ∙ Fn (𝐾 × 𝐵))
11	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8	imasvsca 17148	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∙ = ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))))
12		imasvscaf.c	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐾 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → (𝑝 · 𝑞) ∈ 𝑉)
13		fof 6672	. . . . . . . . . . . . . 14 ⊢ (𝐹:𝑉–onto→𝐵 → 𝐹:𝑉⟶𝐵)
14	3, 13	syl 17	. . . . . . . . . . . . 13 ⊢ (𝜑 → 𝐹:𝑉⟶𝐵)
15	14	ffvelrnda 6943	. . . . . . . . . . . 12 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 · 𝑞) ∈ 𝑉) → (𝐹‘(𝑝 · 𝑞)) ∈ 𝐵)
16	12, 15	syldan 590	. . . . . . . . . . 11 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐾 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → (𝐹‘(𝑝 · 𝑞)) ∈ 𝐵)
17	16	ralrimivw 3108	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝜑 ∧ (𝑝 ∈ 𝐾 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉)) → ∀𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} (𝐹‘(𝑝 · 𝑞)) ∈ 𝐵)
18	17	anass1rs 651	. . . . . . . . 9 ⊢ (((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) ∧ 𝑝 ∈ 𝐾) → ∀𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} (𝐹‘(𝑝 · 𝑞)) ∈ 𝐵)
19	18	ralrimiva 3107	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) → ∀𝑝 ∈ 𝐾 ∀𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} (𝐹‘(𝑝 · 𝑞)) ∈ 𝐵)
20		eqid 2738	. . . . . . . . 9 ⊢ (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))) = (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞)))
21	20	fmpo 7881	. . . . . . . 8 ⊢ (∀𝑝 ∈ 𝐾 ∀𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} (𝐹‘(𝑝 · 𝑞)) ∈ 𝐵 ↔ (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))):(𝐾 × {(𝐹‘𝑞)})⟶𝐵)
22	19, 21	sylib 217	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) → (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))):(𝐾 × {(𝐹‘𝑞)})⟶𝐵)
23		fssxp 6612	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))):(𝐾 × {(𝐹‘𝑞)})⟶𝐵 → (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))) ⊆ ((𝐾 × {(𝐹‘𝑞)}) × 𝐵))
24	22, 23	syl 17	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) → (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))) ⊆ ((𝐾 × {(𝐹‘𝑞)}) × 𝐵))
25	14	ffvelrnda 6943	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) → (𝐹‘𝑞) ∈ 𝐵)
26	25	snssd 4739	. . . . . . 7 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) → {(𝐹‘𝑞)} ⊆ 𝐵)
27		xpss2 5600	. . . . . . 7 ⊢ ({(𝐹‘𝑞)} ⊆ 𝐵 → (𝐾 × {(𝐹‘𝑞)}) ⊆ (𝐾 × 𝐵))
28		xpss1 5599	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐾 × {(𝐹‘𝑞)}) ⊆ (𝐾 × 𝐵) → ((𝐾 × {(𝐹‘𝑞)}) × 𝐵) ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵))
29	26, 27, 28	3syl 18	. . . . . 6 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) → ((𝐾 × {(𝐹‘𝑞)}) × 𝐵) ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵))
30	24, 29	sstrd 3927	. . . . 5 ⊢ ((𝜑 ∧ 𝑞 ∈ 𝑉) → (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))) ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵))
31	30	ralrimiva 3107	. . . 4 ⊢ (𝜑 → ∀𝑞 ∈ 𝑉 (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))) ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵))
32		iunss 4971	. . . 4 ⊢ (∪ 𝑞 ∈ 𝑉 (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))) ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵) ↔ ∀𝑞 ∈ 𝑉 (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))) ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵))
33	31, 32	sylibr 233	. . 3 ⊢ (𝜑 → ∪ 𝑞 ∈ 𝑉 (𝑝 ∈ 𝐾, 𝑥 ∈ {(𝐹‘𝑞)} ↦ (𝐹‘(𝑝 · 𝑞))) ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵))
34	11, 33	eqsstrd 3955	. 2 ⊢ (𝜑 → ∙ ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵))
35		dff2 6957	. 2 ⊢ ( ∙ :(𝐾 × 𝐵)⟶𝐵 ↔ ( ∙ Fn (𝐾 × 𝐵) ∧ ∙ ⊆ ((𝐾 × 𝐵) × 𝐵)))
36	10, 34, 35	sylanbrc 582	1 ⊢ (𝜑 → ∙ :(𝐾 × 𝐵)⟶𝐵)

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1085   = wceq 1539   ∈ wcel 2108  ∀wral 3063   ⊆ wss 3883  {csn 4558  ∪ ciun 4921   × cxp 5578   Fn wfn 6413  ⟶wf 6414  –onto→wfo 6416  ‘cfv 6418  (class class class)co 7255   ∈ cmpo 7257  Basecbs 16840  Scalarcsca 16891   ·_𝑠 cvsca 16892   “_s cimas 17132

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1799  ax-4 1813  ax-5 1914  ax-6 1972  ax-7 2012  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2139  ax-11 2156  ax-12 2173  ax-ext 2709  ax-rep 5205  ax-sep 5218  ax-nul 5225  ax-pow 5283  ax-pr 5347  ax-un 7566  ax-cnex 10858  ax-resscn 10859  ax-1cn 10860  ax-icn 10861  ax-addcl 10862  ax-addrcl 10863  ax-mulcl 10864  ax-mulrcl 10865  ax-mulcom 10866  ax-addass 10867  ax-mulass 10868  ax-distr 10869  ax-i2m1 10870  ax-1ne0 10871  ax-1rid 10872  ax-rnegex 10873  ax-rrecex 10874  ax-cnre 10875  ax-pre-lttri 10876  ax-pre-lttrn 10877  ax-pre-ltadd 10878  ax-pre-mulgt0 10879

This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 844  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1542  df-fal 1552  df-ex 1784  df-nf 1788  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2569  df-clab 2716  df-cleq 2730  df-clel 2817  df-nfc 2888  df-ne 2943  df-nel 3049  df-ral 3068  df-rex 3069  df-reu 3070  df-rab 3072  df-v 3424  df-sbc 3712  df-csb 3829  df-dif 3886  df-un 3888  df-in 3890  df-ss 3900  df-pss 3902  df-nul 4254  df-if 4457  df-pw 4532  df-sn 4559  df-pr 4561  df-tp 4563  df-op 4565  df-uni 4837  df-iun 4923  df-br 5071  df-opab 5133  df-mpt 5154  df-tr 5188  df-id 5480  df-eprel 5486  df-po 5494  df-so 5495  df-fr 5535  df-we 5537  df-xp 5586  df-rel 5587  df-cnv 5588  df-co 5589  df-dm 5590  df-rn 5591  df-res 5592  df-ima 5593  df-pred 6191  df-ord 6254  df-on 6255  df-lim 6256  df-suc 6257  df-iota 6376  df-fun 6420  df-fn 6421  df-f 6422  df-f1 6423  df-fo 6424  df-f1o 6425  df-fv 6426  df-riota 7212  df-ov 7258  df-oprab 7259  df-mpo 7260  df-om 7688  df-1st 7804  df-2nd 7805  df-frecs 8068  df-wrecs 8099  df-recs 8173  df-rdg 8212  df-1o 8267  df-er 8456  df-en 8692  df-dom 8693  df-sdom 8694  df-fin 8695  df-sup 9131  df-inf 9132  df-pnf 10942  df-mnf 10943  df-xr 10944  df-ltxr 10945  df-le 10946  df-sub 11137  df-neg 11138  df-nn 11904  df-2 11966  df-3 11967  df-4 11968  df-5 11969  df-6 11970  df-7 11971  df-8 11972  df-9 11973  df-n0 12164  df-z 12250  df-dec 12367  df-uz 12512  df-fz 13169  df-struct 16776  df-slot 16811  df-ndx 16823  df-base 16841  df-plusg 16901  df-mulr 16902  df-sca 16904  df-vsca 16905  df-ip 16906  df-tset 16907  df-ple 16908  df-ds 16910  df-imas 17136

This theorem is referenced by:  imaslmod  31455