Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lco0 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lco0 47607
Description: The set of empty linear combinations over a monoid is the singleton with the identity element of the monoid. (Contributed by AV, 12-Apr-2019.)
Assertion
Ref Expression
lco0 (𝑀 ∈ Mnd β†’ (𝑀 LinCo βˆ…) = {(0gβ€˜π‘€)})

Proof of Theorem lco0
Dummy variables 𝑣 𝑀 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 0elpw 5355 . . 3 βˆ… ∈ 𝒫 (Baseβ€˜π‘€)
2 eqid 2725 . . . 4 (Baseβ€˜π‘€) = (Baseβ€˜π‘€)
3 eqid 2725 . . . 4 (Scalarβ€˜π‘€) = (Scalarβ€˜π‘€)
4 eqid 2725 . . . 4 (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) = (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€))
52, 3, 4lcoop 47591 . . 3 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ βˆ… ∈ 𝒫 (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (𝑀 LinCo βˆ…) = {𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€) ∣ βˆƒπ‘€ ∈ ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↑m βˆ…)(𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…))})
61, 5mpan2 689 . 2 (𝑀 ∈ Mnd β†’ (𝑀 LinCo βˆ…) = {𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€) ∣ βˆƒπ‘€ ∈ ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↑m βˆ…)(𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…))})
7 fvex 6907 . . . . . . 7 (Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∈ V
8 map0e 8899 . . . . . . 7 ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∈ V β†’ ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↑m βˆ…) = 1o)
97, 8mp1i 13 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↑m βˆ…) = 1o)
10 df1o2 8492 . . . . . 6 1o = {βˆ…}
119, 10eqtrdi 2781 . . . . 5 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↑m βˆ…) = {βˆ…})
1211rexeqdv 3316 . . . 4 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (βˆƒπ‘€ ∈ ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↑m βˆ…)(𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…)) ↔ βˆƒπ‘€ ∈ {βˆ…} (𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…))))
13 lincval0 47595 . . . . . . . 8 (𝑀 ∈ Mnd β†’ (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…) = (0gβ€˜π‘€))
1413adantr 479 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…) = (0gβ€˜π‘€))
1514eqeq2d 2736 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (𝑣 = (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…) ↔ 𝑣 = (0gβ€˜π‘€)))
1615anbi2d 628 . . . . 5 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ ((βˆ… ∈ Fin ∧ 𝑣 = (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…)) ↔ (βˆ… ∈ Fin ∧ 𝑣 = (0gβ€˜π‘€))))
17 0ex 5307 . . . . . 6 βˆ… ∈ V
18 breq1 5151 . . . . . . . . 9 (𝑀 = βˆ… β†’ (𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↔ βˆ… finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€))))
19 fvex 6907 . . . . . . . . . . 11 (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∈ V
20 0fsupp 9413 . . . . . . . . . . 11 ((0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∈ V β†’ βˆ… finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)))
2119, 20ax-mp 5 . . . . . . . . . 10 βˆ… finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€))
22 0fin 9194 . . . . . . . . . 10 βˆ… ∈ Fin
2321, 222th 263 . . . . . . . . 9 (βˆ… finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↔ βˆ… ∈ Fin)
2418, 23bitrdi 286 . . . . . . . 8 (𝑀 = βˆ… β†’ (𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↔ βˆ… ∈ Fin))
25 oveq1 7424 . . . . . . . . 9 (𝑀 = βˆ… β†’ (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…) = (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…))
2625eqeq2d 2736 . . . . . . . 8 (𝑀 = βˆ… β†’ (𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…) ↔ 𝑣 = (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…)))
2724, 26anbi12d 630 . . . . . . 7 (𝑀 = βˆ… β†’ ((𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…)) ↔ (βˆ… ∈ Fin ∧ 𝑣 = (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…))))
2827rexsng 4679 . . . . . 6 (βˆ… ∈ V β†’ (βˆƒπ‘€ ∈ {βˆ…} (𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…)) ↔ (βˆ… ∈ Fin ∧ 𝑣 = (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…))))
2917, 28mp1i 13 . . . . 5 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (βˆƒπ‘€ ∈ {βˆ…} (𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…)) ↔ (βˆ… ∈ Fin ∧ 𝑣 = (βˆ…( linC β€˜π‘€)βˆ…))))
3022a1i 11 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ βˆ… ∈ Fin)
3130biantrurd 531 . . . . 5 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (𝑣 = (0gβ€˜π‘€) ↔ (βˆ… ∈ Fin ∧ 𝑣 = (0gβ€˜π‘€))))
3216, 29, 313bitr4d 310 . . . 4 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (βˆƒπ‘€ ∈ {βˆ…} (𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…)) ↔ 𝑣 = (0gβ€˜π‘€)))
3312, 32bitrd 278 . . 3 ((𝑀 ∈ Mnd ∧ 𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€)) β†’ (βˆƒπ‘€ ∈ ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↑m βˆ…)(𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…)) ↔ 𝑣 = (0gβ€˜π‘€)))
3433rabbidva 3426 . 2 (𝑀 ∈ Mnd β†’ {𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€) ∣ βˆƒπ‘€ ∈ ((Baseβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ↑m βˆ…)(𝑀 finSupp (0gβ€˜(Scalarβ€˜π‘€)) ∧ 𝑣 = (𝑀( linC β€˜π‘€)βˆ…))} = {𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€) ∣ 𝑣 = (0gβ€˜π‘€)})
35 eqid 2725 . . . 4 (0gβ€˜π‘€) = (0gβ€˜π‘€)
362, 35mndidcl 18708 . . 3 (𝑀 ∈ Mnd β†’ (0gβ€˜π‘€) ∈ (Baseβ€˜π‘€))
37 rabsn 4726 . . 3 ((0gβ€˜π‘€) ∈ (Baseβ€˜π‘€) β†’ {𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€) ∣ 𝑣 = (0gβ€˜π‘€)} = {(0gβ€˜π‘€)})
3836, 37syl 17 . 2 (𝑀 ∈ Mnd β†’ {𝑣 ∈ (Baseβ€˜π‘€) ∣ 𝑣 = (0gβ€˜π‘€)} = {(0gβ€˜π‘€)})
396, 34, 383eqtrd 2769 1 (𝑀 ∈ Mnd β†’ (𝑀 LinCo βˆ…) = {(0gβ€˜π‘€)})
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 394   = wceq 1533   ∈ wcel 2098  βˆƒwrex 3060  {crab 3419  Vcvv 3463  βˆ…c0 4323  π’« cpw 4603  {csn 4629   class class class wbr 5148  β€˜cfv 6547  (class class class)co 7417  1oc1o 8478   ↑m cmap 8843  Fincfn 8962   finSupp cfsupp 9385  Basecbs 17179  Scalarcsca 17235  0gc0g 17420  Mndcmnd 18693   linC clinc 47584   LinCo clinco 47585
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1789  ax-4 1803  ax-5 1905  ax-6 1963  ax-7 2003  ax-8 2100  ax-9 2108  ax-10 2129  ax-11 2146  ax-12 2166  ax-ext 2696  ax-rep 5285  ax-sep 5299  ax-nul 5306  ax-pow 5364  ax-pr 5428  ax-un 7739
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 395  df-or 846  df-3or 1085  df-3an 1086  df-tru 1536  df-fal 1546  df-ex 1774  df-nf 1778  df-sb 2060  df-mo 2528  df-eu 2557  df-clab 2703  df-cleq 2717  df-clel 2802  df-nfc 2877  df-ne 2931  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3364  df-reu 3365  df-rab 3420  df-v 3465  df-sbc 3775  df-csb 3891  df-dif 3948  df-un 3950  df-in 3952  df-ss 3962  df-pss 3965  df-nul 4324  df-if 4530  df-pw 4605  df-sn 4630  df-pr 4632  df-op 4636  df-uni 4909  df-iun 4998  df-br 5149  df-opab 5211  df-mpt 5232  df-tr 5266  df-id 5575  df-eprel 5581  df-po 5589  df-so 5590  df-fr 5632  df-we 5634  df-xp 5683  df-rel 5684  df-cnv 5685  df-co 5686  df-dm 5687  df-rn 5688  df-res 5689  df-ima 5690  df-pred 6305  df-ord 6372  df-on 6373  df-lim 6374  df-suc 6375  df-iota 6499  df-fun 6549  df-fn 6550  df-f 6551  df-f1 6552  df-fo 6553  df-f1o 6554  df-fv 6555  df-riota 7373  df-ov 7420  df-oprab 7421  df-mpo 7422  df-om 7870  df-1st 7992  df-2nd 7993  df-supp 8164  df-frecs 8285  df-wrecs 8316  df-recs 8390  df-rdg 8429  df-1o 8485  df-map 8845  df-en 8963  df-fin 8966  df-fsupp 9386  df-seq 13999  df-0g 17422  df-gsum 17423  df-mgm 18599  df-sgrp 18678  df-mnd 18694  df-linc 47586  df-lco 47587
This theorem is referenced by:  lcoel0  47608
  Copyright terms: Public domain W3C validator