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

Theorem lincfsuppcl 42874
Description: A linear combination of vectors (with finite support) is a vector. (Contributed by AV, 25-Apr-2019.) (Revised by AV, 28-Jul-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
lincfsuppcl.b 𝐵 = (Base‘𝑀)
lincfsuppcl.r 𝑅 = (Scalar‘𝑀)
lincfsuppcl.s 𝑆 = (Base‘𝑅)
lincfsuppcl.0 0 = (0g𝑅)
Assertion
Ref Expression
lincfsuppcl ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → (𝐹( linC ‘𝑀)𝑉) ∈ 𝐵)

Proof of Theorem lincfsuppcl
Dummy variable 𝑣 is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 simp1 1166 . . 3 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → 𝑀 ∈ LMod)
2 lincfsuppcl.s . . . . . . . . 9 𝑆 = (Base‘𝑅)
3 lincfsuppcl.r . . . . . . . . . 10 𝑅 = (Scalar‘𝑀)
43fveq2i 6380 . . . . . . . . 9 (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑀))
52, 4eqtri 2787 . . . . . . . 8 𝑆 = (Base‘(Scalar‘𝑀))
65oveq1i 6854 . . . . . . 7 (𝑆𝑚 𝑉) = ((Base‘(Scalar‘𝑀)) ↑𝑚 𝑉)
76eleq2i 2836 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ↔ 𝐹 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑀)) ↑𝑚 𝑉))
87biimpi 207 . . . . 5 (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) → 𝐹 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑀)) ↑𝑚 𝑉))
98adantr 472 . . . 4 ((𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 ) → 𝐹 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑀)) ↑𝑚 𝑉))
1093ad2ant3 1165 . . 3 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → 𝐹 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑀)) ↑𝑚 𝑉))
11 elpwg 4325 . . . . . 6 (𝑉𝑊 → (𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀) ↔ 𝑉 ⊆ (Base‘𝑀)))
12 lincfsuppcl.b . . . . . . . . 9 𝐵 = (Base‘𝑀)
1312a1i 11 . . . . . . . 8 (𝑉𝑊𝐵 = (Base‘𝑀))
1413eqcomd 2771 . . . . . . 7 (𝑉𝑊 → (Base‘𝑀) = 𝐵)
1514sseq2d 3795 . . . . . 6 (𝑉𝑊 → (𝑉 ⊆ (Base‘𝑀) ↔ 𝑉𝐵))
1611, 15bitr2d 271 . . . . 5 (𝑉𝑊 → (𝑉𝐵𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)))
1716biimpa 468 . . . 4 ((𝑉𝑊𝑉𝐵) → 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀))
18173ad2ant2 1164 . . 3 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀))
19 lincval 42870 . . 3 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ ((Base‘(Scalar‘𝑀)) ↑𝑚 𝑉) ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) → (𝐹( linC ‘𝑀)𝑉) = (𝑀 Σg (𝑣𝑉 ↦ ((𝐹𝑣)( ·𝑠𝑀)𝑣))))
201, 10, 18, 19syl3anc 1490 . 2 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → (𝐹( linC ‘𝑀)𝑉) = (𝑀 Σg (𝑣𝑉 ↦ ((𝐹𝑣)( ·𝑠𝑀)𝑣))))
21 eqid 2765 . . 3 (0g𝑀) = (0g𝑀)
22 lmodcmn 19183 . . . 4 (𝑀 ∈ LMod → 𝑀 ∈ CMnd)
23223ad2ant1 1163 . . 3 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → 𝑀 ∈ CMnd)
24 simpl 474 . . . 4 ((𝑉𝑊𝑉𝐵) → 𝑉𝑊)
25243ad2ant2 1164 . . 3 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → 𝑉𝑊)
261adantr 472 . . . . 5 (((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) ∧ 𝑣𝑉) → 𝑀 ∈ LMod)
27 elmapi 8084 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) → 𝐹:𝑉𝑆)
28 ffvelrn 6549 . . . . . . . . . 10 ((𝐹:𝑉𝑆𝑣𝑉) → (𝐹𝑣) ∈ 𝑆)
2928ex 401 . . . . . . . . 9 (𝐹:𝑉𝑆 → (𝑣𝑉 → (𝐹𝑣) ∈ 𝑆))
3027, 29syl 17 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) → (𝑣𝑉 → (𝐹𝑣) ∈ 𝑆))
3130adantr 472 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 ) → (𝑣𝑉 → (𝐹𝑣) ∈ 𝑆))
32313ad2ant3 1165 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → (𝑣𝑉 → (𝐹𝑣) ∈ 𝑆))
3332imp 395 . . . . 5 (((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) ∧ 𝑣𝑉) → (𝐹𝑣) ∈ 𝑆)
34 ssel 3757 . . . . . . . 8 (𝑉𝐵 → (𝑣𝑉𝑣𝐵))
3534adantl 473 . . . . . . 7 ((𝑉𝑊𝑉𝐵) → (𝑣𝑉𝑣𝐵))
36353ad2ant2 1164 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → (𝑣𝑉𝑣𝐵))
3736imp 395 . . . . 5 (((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) ∧ 𝑣𝑉) → 𝑣𝐵)
38 eqid 2765 . . . . . 6 ( ·𝑠𝑀) = ( ·𝑠𝑀)
3912, 3, 38, 2lmodvscl 19152 . . . . 5 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝐹𝑣) ∈ 𝑆𝑣𝐵) → ((𝐹𝑣)( ·𝑠𝑀)𝑣) ∈ 𝐵)
4026, 33, 37, 39syl3anc 1490 . . . 4 (((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) ∧ 𝑣𝑉) → ((𝐹𝑣)( ·𝑠𝑀)𝑣) ∈ 𝐵)
4140fmpttd 6577 . . 3 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → (𝑣𝑉 ↦ ((𝐹𝑣)( ·𝑠𝑀)𝑣)):𝑉𝐵)
42 simpl 474 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 ) → 𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉))
43423ad2ant3 1165 . . . 4 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → 𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉))
44 simp3r 1259 . . . . 5 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → 𝐹 finSupp 0 )
45 lincfsuppcl.0 . . . . 5 0 = (0g𝑅)
4644, 45syl6breq 4852 . . . 4 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → 𝐹 finSupp (0g𝑅))
473, 2scmfsupp 42831 . . . 4 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ 𝒫 (Base‘𝑀)) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp (0g𝑅)) → (𝑣𝑉 ↦ ((𝐹𝑣)( ·𝑠𝑀)𝑣)) finSupp (0g𝑀))
481, 18, 43, 46, 47syl211anc 1495 . . 3 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → (𝑣𝑉 ↦ ((𝐹𝑣)( ·𝑠𝑀)𝑣)) finSupp (0g𝑀))
4912, 21, 23, 25, 41, 48gsumcl 18585 . 2 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → (𝑀 Σg (𝑣𝑉 ↦ ((𝐹𝑣)( ·𝑠𝑀)𝑣))) ∈ 𝐵)
5020, 49eqeltrd 2844 1 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (𝑉𝑊𝑉𝐵) ∧ (𝐹 ∈ (𝑆𝑚 𝑉) ∧ 𝐹 finSupp 0 )) → (𝐹( linC ‘𝑀)𝑉) ∈ 𝐵)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 384  w3a 1107   = wceq 1652  wcel 2155  wss 3734  𝒫 cpw 4317   class class class wbr 4811  cmpt 4890  wf 6066  cfv 6070  (class class class)co 6844  𝑚 cmap 8062   finSupp cfsupp 8484  Basecbs 16133  Scalarcsca 16220   ·𝑠 cvsca 16221  0gc0g 16369   Σg cgsu 16370  CMndccmn 18462  LModclmod 19135   linC clinc 42865
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1890  ax-4 1904  ax-5 2005  ax-6 2070  ax-7 2105  ax-8 2157  ax-9 2164  ax-10 2183  ax-11 2198  ax-12 2211  ax-13 2352  ax-ext 2743  ax-rep 4932  ax-sep 4943  ax-nul 4951  ax-pow 5003  ax-pr 5064  ax-un 7149  ax-cnex 10247  ax-resscn 10248  ax-1cn 10249  ax-icn 10250  ax-addcl 10251  ax-addrcl 10252  ax-mulcl 10253  ax-mulrcl 10254  ax-mulcom 10255  ax-addass 10256  ax-mulass 10257  ax-distr 10258  ax-i2m1 10259  ax-1ne0 10260  ax-1rid 10261  ax-rnegex 10262  ax-rrecex 10263  ax-cnre 10264  ax-pre-lttri 10265  ax-pre-lttrn 10266  ax-pre-ltadd 10267  ax-pre-mulgt0 10268
This theorem depends on definitions:  df-bi 198  df-an 385  df-or 874  df-3or 1108  df-3an 1109  df-tru 1656  df-ex 1875  df-nf 1879  df-sb 2063  df-mo 2565  df-eu 2582  df-clab 2752  df-cleq 2758  df-clel 2761  df-nfc 2896  df-ne 2938  df-nel 3041  df-ral 3060  df-rex 3061  df-reu 3062  df-rmo 3063  df-rab 3064  df-v 3352  df-sbc 3599  df-csb 3694  df-dif 3737  df-un 3739  df-in 3741  df-ss 3748  df-pss 3750  df-nul 4082  df-if 4246  df-pw 4319  df-sn 4337  df-pr 4339  df-tp 4341  df-op 4343  df-uni 4597  df-int 4636  df-iun 4680  df-br 4812  df-opab 4874  df-mpt 4891  df-tr 4914  df-id 5187  df-eprel 5192  df-po 5200  df-so 5201  df-fr 5238  df-se 5239  df-we 5240  df-xp 5285  df-rel 5286  df-cnv 5287  df-co 5288  df-dm 5289  df-rn 5290  df-res 5291  df-ima 5292  df-pred 5867  df-ord 5913  df-on 5914  df-lim 5915  df-suc 5916  df-iota 6033  df-fun 6072  df-fn 6073  df-f 6074  df-f1 6075  df-fo 6076  df-f1o 6077  df-fv 6078  df-isom 6079  df-riota 6805  df-ov 6847  df-oprab 6848  df-mpt2 6849  df-om 7266  df-1st 7368  df-2nd 7369  df-supp 7500  df-wrecs 7612  df-recs 7674  df-rdg 7712  df-1o 7766  df-oadd 7770  df-er 7949  df-map 8064  df-en 8163  df-dom 8164  df-sdom 8165  df-fin 8166  df-fsupp 8485  df-oi 8624  df-card 9018  df-pnf 10332  df-mnf 10333  df-xr 10334  df-ltxr 10335  df-le 10336  df-sub 10524  df-neg 10525  df-nn 11277  df-2 11337  df-n0 11541  df-z 11627  df-uz 11890  df-fz 12537  df-fzo 12677  df-seq 13012  df-hash 13325  df-ndx 16136  df-slot 16137  df-base 16139  df-sets 16140  df-plusg 16230  df-0g 16371  df-gsum 16372  df-mgm 17511  df-sgrp 17553  df-mnd 17564  df-grp 17695  df-minusg 17696  df-cntz 18016  df-cmn 18464  df-abl 18465  df-mgp 18760  df-ur 18772  df-ring 18819  df-lmod 19137  df-linc 42867
This theorem is referenced by:  lindslinindimp2lem4  42922
  Copyright terms: Public domain W3C validator