Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lincext3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lincext3 48418
Description: Property 3 of an extension of a linear combination. (Contributed by AV, 23-Apr-2019.) (Revised by AV, 30-Jul-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
lincext.b 𝐵 = (Base‘𝑀)
lincext.r 𝑅 = (Scalar‘𝑀)
lincext.e 𝐸 = (Base‘𝑅)
lincext.0 0 = (0g𝑅)
lincext.z 𝑍 = (0g𝑀)
lincext.n 𝑁 = (invg𝑅)
lincext.f 𝐹 = (𝑧𝑆 ↦ if(𝑧 = 𝑋, (𝑁𝑌), (𝐺𝑧)))
Assertion
Ref Expression
lincext3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → (𝐹( linC ‘𝑀)𝑆) = 𝑍)
Distinct variable groups:   𝑧,𝐵   𝑧,𝐸   𝑧,𝐺   𝑧,𝑀   𝑧,𝑆   𝑧,𝑋   𝑧,𝑌   𝑧,𝑁
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑧)   𝐹(𝑧)   0 (𝑧)   𝑍(𝑧)

Proof of Theorem lincext3
StepHypRef Expression
1 simp1l 1198 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝑀 ∈ LMod)
2 simp1r 1199 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵)
3 simp2 1137 . . . 4 ((𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) → 𝑋𝑆)
433ad2ant2 1134 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝑋𝑆)
5 lincext.b . . . . 5 𝐵 = (Base‘𝑀)
6 lincext.r . . . . 5 𝑅 = (Scalar‘𝑀)
7 lincext.e . . . . 5 𝐸 = (Base‘𝑅)
8 lincext.0 . . . . 5 0 = (0g𝑅)
9 lincext.z . . . . 5 𝑍 = (0g𝑀)
10 lincext.n . . . . 5 𝑁 = (invg𝑅)
11 lincext.f . . . . 5 𝐹 = (𝑧𝑆 ↦ if(𝑧 = 𝑋, (𝑁𝑌), (𝐺𝑧)))
125, 6, 7, 8, 9, 10, 11lincext1 48416 . . . 4 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝐹 ∈ (𝐸m 𝑆))
13123adant3 1132 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝐹 ∈ (𝐸m 𝑆))
145, 6, 7, 8, 9, 10, 11lincext2 48417 . . . 4 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → 𝐹 finSupp 0 )
15143adant3r 1182 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝐹 finSupp 0 )
16 elmapi 8799 . . . . . 6 (𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})) → 𝐺:(𝑆 ∖ {𝑋})⟶𝐸)
1711fdmdifeqresdif 48303 . . . . . 6 (𝐺:(𝑆 ∖ {𝑋})⟶𝐸𝐺 = (𝐹 ↾ (𝑆 ∖ {𝑋})))
1816, 17syl 17 . . . . 5 (𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})) → 𝐺 = (𝐹 ↾ (𝑆 ∖ {𝑋})))
19183ad2ant3 1135 . . . 4 ((𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) → 𝐺 = (𝐹 ↾ (𝑆 ∖ {𝑋})))
20193ad2ant2 1134 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝐺 = (𝐹 ↾ (𝑆 ∖ {𝑋})))
21 eqid 2729 . . . 4 ( ·𝑠𝑀) = ( ·𝑠𝑀)
22 eqid 2729 . . . 4 (+g𝑀) = (+g𝑀)
235, 6, 7, 21, 22, 8lincdifsn 48386 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵𝑋𝑆) ∧ (𝐹 ∈ (𝐸m 𝑆) ∧ 𝐹 finSupp 0 ) ∧ 𝐺 = (𝐹 ↾ (𝑆 ∖ {𝑋}))) → (𝐹( linC ‘𝑀)𝑆) = ((𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋}))(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)))
241, 2, 4, 13, 15, 20, 23syl321anc 1394 . 2 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → (𝐹( linC ‘𝑀)𝑆) = ((𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋}))(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)))
25 oveq1 7376 . . . . . 6 ((𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})) = (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) → ((𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋}))(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)) = ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)))
2625eqcoms 2737 . . . . 5 ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})) → ((𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋}))(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)) = ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)))
2726adantl 481 . . . 4 ((𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋}))) → ((𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋}))(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)) = ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)))
28273ad2ant3 1135 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋}))(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)) = ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)))
29 eqid 2729 . . . . . . . 8 (invg𝑀) = (invg𝑀)
30 simpll 766 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝑀 ∈ LMod)
31 elelpwi 4569 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝑋𝑆𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑋𝐵)
3231expcom 413 . . . . . . . . . . . 12 (𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 → (𝑋𝑆𝑋𝐵))
3332adantl 481 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) → (𝑋𝑆𝑋𝐵))
3433com12 32 . . . . . . . . . 10 (𝑋𝑆 → ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑋𝐵))
35343ad2ant2 1134 . . . . . . . . 9 ((𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) → ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) → 𝑋𝐵))
3635impcom 407 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝑋𝐵)
37 simpr1 1195 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝑌𝐸)
385, 6, 21, 29, 7, 10, 30, 36, 37lmodvsneg 20788 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((invg𝑀)‘(𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)) = ((𝑁𝑌)( ·𝑠𝑀)𝑋))
39 iftrue 4490 . . . . . . . . . 10 (𝑧 = 𝑋 → if(𝑧 = 𝑋, (𝑁𝑌), (𝐺𝑧)) = (𝑁𝑌))
403adantl 481 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → 𝑋𝑆)
41 fvexd 6855 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → (𝑁𝑌) ∈ V)
4211, 39, 40, 41fvmptd3 6973 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → (𝐹𝑋) = (𝑁𝑌))
4342eqcomd 2735 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → (𝑁𝑌) = (𝐹𝑋))
4443oveq1d 7384 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((𝑁𝑌)( ·𝑠𝑀)𝑋) = ((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋))
4538, 44eqtr2d 2765 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋) = ((invg𝑀)‘(𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)))
4645oveq2d 7385 . . . . 5 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)) = ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((invg𝑀)‘(𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋))))
475, 6, 21, 7lmodvscl 20760 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑌𝐸𝑋𝐵) → (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) ∈ 𝐵)
4830, 37, 36, 47syl3anc 1373 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) ∈ 𝐵)
495, 22, 9, 29lmodvnegid 20786 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) ∈ 𝐵) → ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((invg𝑀)‘(𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋))) = 𝑍)
5030, 48, 49syl2anc 584 . . . . 5 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((invg𝑀)‘(𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋))) = 𝑍)
5146, 50eqtrd 2764 . . . 4 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)) = 𝑍)
52513adant3 1132 . . 3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋)(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)) = 𝑍)
5328, 52eqtrd 2764 . 2 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → ((𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋}))(+g𝑀)((𝐹𝑋)( ·𝑠𝑀)𝑋)) = 𝑍)
5424, 53eqtrd 2764 1 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵) ∧ (𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ (𝐸m (𝑆 ∖ {𝑋}))) ∧ (𝐺 finSupp 0 ∧ (𝑌( ·𝑠𝑀)𝑋) = (𝐺( linC ‘𝑀)(𝑆 ∖ {𝑋})))) → (𝐹( linC ‘𝑀)𝑆) = 𝑍)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2109  Vcvv 3444  cdif 3908  ifcif 4484  𝒫 cpw 4559  {csn 4585   class class class wbr 5102  cmpt 5183  cres 5633  wf 6495  cfv 6499  (class class class)co 7369  m cmap 8776   finSupp cfsupp 9288  Basecbs 17155  +gcplusg 17196  Scalarcsca 17199   ·𝑠 cvsca 17200  0gc0g 17378  invgcminusg 18842  LModclmod 20742   linC clinc 48366
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2008  ax-8 2111  ax-9 2119  ax-10 2142  ax-11 2158  ax-12 2178  ax-ext 2701  ax-rep 5229  ax-sep 5246  ax-nul 5256  ax-pow 5315  ax-pr 5382  ax-un 7691  ax-cnex 11100  ax-resscn 11101  ax-1cn 11102  ax-icn 11103  ax-addcl 11104  ax-addrcl 11105  ax-mulcl 11106  ax-mulrcl 11107  ax-mulcom 11108  ax-addass 11109  ax-mulass 11110  ax-distr 11111  ax-i2m1 11112  ax-1ne0 11113  ax-1rid 11114  ax-rnegex 11115  ax-rrecex 11116  ax-cnre 11117  ax-pre-lttri 11118  ax-pre-lttrn 11119  ax-pre-ltadd 11120  ax-pre-mulgt0 11121
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2066  df-mo 2533  df-eu 2562  df-clab 2708  df-cleq 2721  df-clel 2803  df-nfc 2878  df-ne 2926  df-nel 3030  df-ral 3045  df-rex 3054  df-rmo 3351  df-reu 3352  df-rab 3403  df-v 3446  df-sbc 3751  df-csb 3860  df-dif 3914  df-un 3916  df-in 3918  df-ss 3928  df-pss 3931  df-nul 4293  df-if 4485  df-pw 4561  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-int 4907  df-iun 4953  df-iin 4954  df-br 5103  df-opab 5165  df-mpt 5184  df-tr 5210  df-id 5526  df-eprel 5531  df-po 5539  df-so 5540  df-fr 5584  df-se 5585  df-we 5586  df-xp 5637  df-rel 5638  df-cnv 5639  df-co 5640  df-dm 5641  df-rn 5642  df-res 5643  df-ima 5644  df-pred 6262  df-ord 6323  df-on 6324  df-lim 6325  df-suc 6326  df-iota 6452  df-fun 6501  df-fn 6502  df-f 6503  df-f1 6504  df-fo 6505  df-f1o 6506  df-fv 6507  df-isom 6508  df-riota 7326  df-ov 7372  df-oprab 7373  df-mpo 7374  df-of 7633  df-om 7823  df-1st 7947  df-2nd 7948  df-supp 8117  df-frecs 8237  df-wrecs 8268  df-recs 8317  df-rdg 8355  df-1o 8411  df-2o 8412  df-er 8648  df-map 8778  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9289  df-oi 9439  df-card 9868  df-pnf 11186  df-mnf 11187  df-xr 11188  df-ltxr 11189  df-le 11190  df-sub 11383  df-neg 11384  df-nn 12163  df-2 12225  df-n0 12419  df-z 12506  df-uz 12770  df-fz 13445  df-fzo 13592  df-seq 13943  df-hash 14272  df-sets 17110  df-slot 17128  df-ndx 17140  df-base 17156  df-ress 17177  df-plusg 17209  df-0g 17380  df-gsum 17381  df-mre 17523  df-mrc 17524  df-acs 17526  df-mgm 18543  df-sgrp 18622  df-mnd 18638  df-submnd 18687  df-grp 18844  df-minusg 18845  df-mulg 18976  df-cntz 19225  df-cmn 19688  df-abl 19689  df-mgp 20026  df-rng 20038  df-ur 20067  df-ring 20120  df-lmod 20744  df-linc 48368
This theorem is referenced by:  lindslinindsimp1  48419  islindeps2  48445
  Copyright terms: Public domain W3C validator