Theorem islininds2 49801

Description: Implication of being a linearly independent subset of a (left) module over a nonzero ring. (Contributed by AV, 29-Apr-2019.) (Proof shortened by AV, 30-Jul-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
islindeps2.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
islindeps2.z	⊢ 𝑍 = (0g‘𝑀)
islindeps2.r	⊢ 𝑅 = (Scalar‘𝑀)
islindeps2.e	⊢ 𝐸 = (Base‘𝑅)
islindeps2.0	⊢ 0 = (0g‘𝑅)

Assertion

Ref	Expression
islininds2	⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑅 ∈ NzRing) → (𝑆 linIndS 𝑀 → ∀𝑠 ∈ 𝑆 ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠)))

Distinct variable groups:   𝐵,𝑓,𝑠   𝑓,𝐸,𝑠   𝑓,𝑀,𝑠   𝑅,𝑓,𝑠   𝑆,𝑓,𝑠   𝑓,𝑍,𝑠   0 ,𝑓,𝑠

Proof of Theorem islininds2

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lindepsnlininds 49769	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑀 ∈ LMod) → (𝑆 linDepS 𝑀 ↔ ¬ 𝑆 linIndS 𝑀))
2	1	ancoms 464	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑆 linDepS 𝑀 ↔ ¬ 𝑆 linIndS 𝑀))
3	2	3adant3 1150	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑅 ∈ NzRing) → (𝑆 linDepS 𝑀 ↔ ¬ 𝑆 linIndS 𝑀))
4	3	con2bid 357	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑅 ∈ NzRing) → (𝑆 linIndS 𝑀 ↔ ¬ 𝑆 linDepS 𝑀))
5		notnotb 318	. . . . . . . . . 10 ⊢ (𝑓 finSupp 0 ↔ ¬ ¬ 𝑓 finSupp 0 )
6		nne 2963	. . . . . . . . . . 11 ⊢ (¬ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠 ↔ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠)
7	6	bicomi 227	. . . . . . . . . 10 ⊢ ((𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠 ↔ ¬ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠)
8	5, 7	anbi12i 640	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝑓 finSupp 0 ∧ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠) ↔ (¬ ¬ 𝑓 finSupp 0 ∧ ¬ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
9		pm4.56 1004	. . . . . . . . 9 ⊢ ((¬ ¬ 𝑓 finSupp 0 ∧ ¬ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠) ↔ ¬ (¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
10	8, 9	bitri 278	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝑓 finSupp 0 ∧ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠) ↔ ¬ (¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
11	10	rexbii 3113	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(𝑓 finSupp 0 ∧ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠) ↔ ∃𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠})) ¬ (¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
12		rexnal 3118	. . . . . . 7 ⊢ (∃𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠})) ¬ (¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠) ↔ ¬ ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
13	11, 12	bitri 278	. . . . . 6 ⊢ (∃𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(𝑓 finSupp 0 ∧ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠) ↔ ¬ ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
14	13	rexbii 3113	. . . . 5 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝑆 ∃𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(𝑓 finSupp 0 ∧ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠) ↔ ∃𝑠 ∈ 𝑆 ¬ ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
15		rexnal 3118	. . . . 5 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝑆 ¬ ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠) ↔ ¬ ∀𝑠 ∈ 𝑆 ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
16	14, 15	bitri 278	. . . 4 ⊢ (∃𝑠 ∈ 𝑆 ∃𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(𝑓 finSupp 0 ∧ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠) ↔ ¬ ∀𝑠 ∈ 𝑆 ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠))
17		islindeps2.b	. . . . 5 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑀)
18		islindeps2.z	. . . . 5 ⊢ 𝑍 = (0g‘𝑀)
19		islindeps2.r	. . . . 5 ⊢ 𝑅 = (Scalar‘𝑀)
20		islindeps2.e	. . . . 5 ⊢ 𝐸 = (Base‘𝑅)
21		islindeps2.0	. . . . 5 ⊢ 0 = (0g‘𝑅)
22	17, 18, 19, 20, 21	islindeps2 49800	. . . 4 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑅 ∈ NzRing) → (∃𝑠 ∈ 𝑆 ∃𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(𝑓 finSupp 0 ∧ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) = 𝑠) → 𝑆 linDepS 𝑀))
23	16, 22	biimtrrid 246	. . 3 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑅 ∈ NzRing) → (¬ ∀𝑠 ∈ 𝑆 ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠) → 𝑆 linDepS 𝑀))
24	23	con1d 146	. 2 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑅 ∈ NzRing) → (¬ 𝑆 linDepS 𝑀 → ∀𝑠 ∈ 𝑆 ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠)))
25	4, 24	sylbid 243	1 ⊢ ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ∧ 𝑅 ∈ NzRing) → (𝑆 linIndS 𝑀 → ∀𝑠 ∈ 𝑆 ∀𝑓 ∈ (𝐸 ↑m (𝑆 ∖ {𝑠}))(¬ 𝑓 finSupp 0 ∨ (𝑓( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑠})) ≠ 𝑠)))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   → wi 4   ↔ wb 209   ∧ wa 401   ∨ wo 861   ∧ w3a 1103   = wceq 1570   ∈ wcel 2147   ≠ wne 2959  ∀wral 3080  ∃wrex 3090   ∖ cdif 4048  𝒫 cpw 4560  {csn 4588   class class class wbr 5106  ‘cfv 6558  (class class class)co 7443   ↑_m cmap 8875   finSupp cfsupp 9381  Basecbs 17416  Scalarcsca 17460  0_gc0g 17639  NzRingcnzr 20792  LModclmod 21165   linC clinc 49721   linIndS clininds 49757   linDepS clindeps 49758

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1945  ax-6 2002  ax-7 2043  ax-8 2149  ax-9 2157  ax-10 2180  ax-11 2197  ax-12 2216  ax-ext 2735  ax-rep 5235  ax-sep 5252  ax-nul 5263  ax-pow 5331  ax-pr 5395  ax-un 7775  ax-cnex 11283  ax-resscn 11284  ax-1cn 11285  ax-icn 11286  ax-addcl 11287  ax-addrcl 11288  ax-mulcl 11289  ax-mulrcl 11290  ax-mulcom 11291  ax-addass 11292  ax-mulass 11293  ax-distr 11294  ax-i2m1 11295  ax-1ne0 11296  ax-1rid 11297  ax-rnegex 11298  ax-rrecex 11299  ax-cnre 11300  ax-pre-lttri 11301  ax-pre-lttrn 11302  ax-pre-ltadd 11303  ax-pre-mulgt0 11304

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2102  df-mo 2567  df-eu 2597  df-clab 2742  df-cleq 2755  df-clel 2839  df-nfc 2913  df-ne 2960  df-nel 3066  df-ral 3081  df-rex 3091  df-rmo 3369  df-reu 3370  df-rab 3417  df-v 3456  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-ss 3901  df-pss 4017  df-dif 4050  df-in 4094  df-un 4154  df-nul 4282  df-if 4486  df-pw 4562  df-sn 4589  df-pr 4591  df-op 4839  df-uni 4871  df-int 4911  df-iun 4956  df-iin 4957  df-br 5107  df-opab 5171  df-mpt 5190  df-tr 5216  df-id 5550  df-eprel 5555  df-po 5563  df-so 5564  df-fr 5608  df-se 5609  df-we 5610  df-xp 5661  df-rel 5662  df-cnv 5663  df-co 5664  df-dm 5665  df-rn 5666  df-res 5667  df-ima 5668  df-pred 6322  df-ord 6383  df-on 6384  df-lim 6385  df-suc 6386  df-iota 6512  df-fun 6560  df-fn 6561  df-f 6562  df-f1 6563  df-fo 6564  df-f1o 6565  df-fv 6566  df-isom 6567  df-riota 7400  df-ov 7446  df-oprab 7447  df-mpo 7448  df-of 7717  df-om 7902  df-1st 8025  df-2nd 8026  df-supp 8205  df-tpos 8271  df-frecs 8327  df-wrecs 8358  df-recs 8407  df-rdg 8446  df-1o 8504  df-2o 8505  df-er 8745  df-map 8877  df-en 9002  df-dom 9003  df-sdom 9004  df-fin 9005  df-fsupp 9382  df-oi 9531  df-card 10047  df-pnf 11372  df-mnf 11373  df-xr 11374  df-ltxr 11375  df-le 11376  df-sub 11570  df-neg 11571  df-nn 12363  df-2 12432  df-3 12433  df-n0 12634  df-z 12721  df-uz 12993  df-fz 13667  df-fzo 13816  df-seq 14172  df-hash 14502  df-sets 17371  df-slot 17389  df-ndx 17401  df-base 17417  df-ress 17438  df-plusg 17470  df-mulr 17471  df-0g 17641  df-gsum 17642  df-mre 17785  df-mrc 17786  df-acs 17788  df-mgm 18845  df-sgrp 18937  df-mnd 18953  df-submnd 19008  df-grp 19176  df-minusg 19177  df-mulg 19307  df-cntz 19561  df-cmn 20026  df-abl 20027  df-mgp 20391  df-rng 20405  df-ur 20438  df-ring 20491  df-oppr 20597  df-dvdsr 20617  df-unit 20618  df-invr 20648  df-nzr 20793  df-lmod 21167  df-linc 49723  df-lininds 49759  df-lindeps 49761

This theorem is used by: (None)