Users' Mathboxes Mathbox for Alexander van der Vekens < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lincresunit3lem3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lincresunit3lem3 48662
Description: Lemma 3 for lincresunit3 48669. (Contributed by AV, 18-May-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
lincresunit3lem3.b 𝐵 = (Base‘𝑀)
lincresunit3lem3.r 𝑅 = (Scalar‘𝑀)
lincresunit3lem3.e 𝐸 = (Base‘𝑅)
lincresunit3lem3.u 𝑈 = (Unit‘𝑅)
lincresunit3lem3.n 𝑁 = (invg𝑅)
lincresunit3lem3.t · = ( ·𝑠𝑀)
Assertion
Ref Expression
lincresunit3lem3 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌) ↔ 𝑋 = 𝑌))

Proof of Theorem lincresunit3lem3
StepHypRef Expression
1 3simpa 1148 . . . . . . . 8 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵))
21adantr 480 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵))
3 lincresunit3lem3.b . . . . . . . 8 𝐵 = (Base‘𝑀)
4 lincresunit3lem3.r . . . . . . . 8 𝑅 = (Scalar‘𝑀)
5 lincresunit3lem3.t . . . . . . . 8 · = ( ·𝑠𝑀)
6 eqid 2734 . . . . . . . 8 (1r𝑅) = (1r𝑅)
73, 4, 5, 6lmodvs1 20839 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵) → ((1r𝑅) · 𝑋) = 𝑋)
82, 7syl 17 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → ((1r𝑅) · 𝑋) = 𝑋)
94lmodring 20817 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Ring)
1093ad2ant1 1133 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → 𝑅 ∈ Ring)
1110adantr 480 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → 𝑅 ∈ Ring)
12 lincresunit3lem3.u . . . . . . . . . . . . 13 𝑈 = (Unit‘𝑅)
13 lincresunit3lem3.n . . . . . . . . . . . . 13 𝑁 = (invg𝑅)
1412, 13unitnegcl 20331 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐴𝑈) → (𝑁𝐴) ∈ 𝑈)
159, 14sylan 580 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝐴𝑈) → (𝑁𝐴) ∈ 𝑈)
16153ad2antl1 1186 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑁𝐴) ∈ 𝑈)
1711, 16jca 511 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝑈))
18 eqid 2734 . . . . . . . . . 10 (invr𝑅) = (invr𝑅)
19 eqid 2734 . . . . . . . . . 10 (.r𝑅) = (.r𝑅)
2012, 18, 19, 6unitlinv 20327 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝑈) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) = (1r𝑅))
2117, 20syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) = (1r𝑅))
2221eqcomd 2740 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (1r𝑅) = (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)))
2322oveq1d 7371 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → ((1r𝑅) · 𝑋) = ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑋))
248, 23eqtr3d 2771 . . . . 5 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → 𝑋 = ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑋))
2524adantr 480 . . . 4 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → 𝑋 = ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑋))
26 simpl1 1192 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → 𝑀 ∈ LMod)
27 lincresunit3lem3.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (Base‘𝑅)
2812, 18, 27ringinvcl 20326 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝑈) → ((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸)
2917, 28syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → ((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸)
304lmodfgrp 20818 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Grp)
31303ad2ant1 1133 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → 𝑅 ∈ Grp)
3227, 12unitcl 20309 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑈𝐴𝐸)
3327, 13grpinvcl 18915 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐸) → (𝑁𝐴) ∈ 𝐸)
3431, 32, 33syl2an 596 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑁𝐴) ∈ 𝐸)
35 simpl2 1193 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → 𝑋𝐵)
3629, 34, 353jca 1128 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸 ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝐸𝑋𝐵))
3726, 36jca 511 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑀 ∈ LMod ∧ (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸 ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝐸𝑋𝐵)))
3837adantr 480 . . . . . 6 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (𝑀 ∈ LMod ∧ (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸 ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝐸𝑋𝐵)))
393, 4, 5, 27, 19lmodvsass 20836 . . . . . 6 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸 ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝐸𝑋𝐵)) → ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑋) = (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑋)))
4038, 39syl 17 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑋) = (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑋)))
41 oveq2 7364 . . . . . 6 (((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑋)) = (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑌)))
4241adantl 481 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑋)) = (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑌)))
4326adantr 480 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → 𝑀 ∈ LMod)
44 simpl3 1194 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → 𝑌𝐵)
4529, 34, 443jca 1128 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸 ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝐸𝑌𝐵))
4645adantr 480 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸 ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝐸𝑌𝐵))
4743, 46jca 511 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (𝑀 ∈ LMod ∧ (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸 ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝐸𝑌𝐵)))
483, 4, 5, 27, 19lmodvsass 20836 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ LMod ∧ (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸 ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝐸𝑌𝐵)) → ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑌) = (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑌)))
4947, 48syl 17 . . . . . 6 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑌) = (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑌)))
5017adantr 480 . . . . . . . 8 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝑈))
5150, 20syl 17 . . . . . . 7 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) = (1r𝑅))
5251oveq1d 7371 . . . . . 6 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑌) = ((1r𝑅) · 𝑌))
5349, 52eqtr3d 2771 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑌)) = ((1r𝑅) · 𝑌))
5440, 42, 533eqtrd 2773 . . . 4 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑋) = ((1r𝑅) · 𝑌))
55 3simpb 1149 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → (𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑌𝐵))
5655adantr 480 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑌𝐵))
5756adantr 480 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑌𝐵))
583, 4, 5, 6lmodvs1 20839 . . . . 5 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑌𝐵) → ((1r𝑅) · 𝑌) = 𝑌)
5957, 58syl 17 . . . 4 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → ((1r𝑅) · 𝑌) = 𝑌)
6025, 54, 593eqtrd 2773 . . 3 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → 𝑋 = 𝑌)
6160ex 412 . 2 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌) → 𝑋 = 𝑌))
62 oveq2 7364 . 2 (𝑋 = 𝑌 → ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌))
6361, 62impbid1 225 1 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌) ↔ 𝑋 = 𝑌))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 206  wa 395  w3a 1086   = wceq 1541  wcel 2113  cfv 6490  (class class class)co 7356  Basecbs 17134  .rcmulr 17176  Scalarcsca 17178   ·𝑠 cvsca 17179  Grpcgrp 18861  invgcminusg 18862  1rcur 20114  Ringcrg 20166  Unitcui 20289  invrcinvr 20321  LModclmod 20809
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1796  ax-4 1810  ax-5 1911  ax-6 1968  ax-7 2009  ax-8 2115  ax-9 2123  ax-10 2146  ax-11 2162  ax-12 2182  ax-ext 2706  ax-rep 5222  ax-sep 5239  ax-nul 5249  ax-pow 5308  ax-pr 5375  ax-un 7678  ax-cnex 11080  ax-resscn 11081  ax-1cn 11082  ax-icn 11083  ax-addcl 11084  ax-addrcl 11085  ax-mulcl 11086  ax-mulrcl 11087  ax-mulcom 11088  ax-addass 11089  ax-mulass 11090  ax-distr 11091  ax-i2m1 11092  ax-1ne0 11093  ax-1rid 11094  ax-rnegex 11095  ax-rrecex 11096  ax-cnre 11097  ax-pre-lttri 11098  ax-pre-lttrn 11099  ax-pre-ltadd 11100  ax-pre-mulgt0 11101
This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1781  df-nf 1785  df-sb 2068  df-mo 2537  df-eu 2567  df-clab 2713  df-cleq 2726  df-clel 2809  df-nfc 2883  df-ne 2931  df-nel 3035  df-ral 3050  df-rex 3059  df-rmo 3348  df-reu 3349  df-rab 3398  df-v 3440  df-sbc 3739  df-csb 3848  df-dif 3902  df-un 3904  df-in 3906  df-ss 3916  df-pss 3919  df-nul 4284  df-if 4478  df-pw 4554  df-sn 4579  df-pr 4581  df-op 4585  df-uni 4862  df-iun 4946  df-br 5097  df-opab 5159  df-mpt 5178  df-tr 5204  df-id 5517  df-eprel 5522  df-po 5530  df-so 5531  df-fr 5575  df-we 5577  df-xp 5628  df-rel 5629  df-cnv 5630  df-co 5631  df-dm 5632  df-rn 5633  df-res 5634  df-ima 5635  df-pred 6257  df-ord 6318  df-on 6319  df-lim 6320  df-suc 6321  df-iota 6446  df-fun 6492  df-fn 6493  df-f 6494  df-f1 6495  df-fo 6496  df-f1o 6497  df-fv 6498  df-riota 7313  df-ov 7359  df-oprab 7360  df-mpo 7361  df-om 7807  df-2nd 7932  df-tpos 8166  df-frecs 8221  df-wrecs 8252  df-recs 8301  df-rdg 8339  df-er 8633  df-en 8882  df-dom 8883  df-sdom 8884  df-pnf 11166  df-mnf 11167  df-xr 11168  df-ltxr 11169  df-le 11170  df-sub 11364  df-neg 11365  df-nn 12144  df-2 12206  df-3 12207  df-sets 17089  df-slot 17107  df-ndx 17119  df-base 17135  df-ress 17156  df-plusg 17188  df-mulr 17189  df-0g 17359  df-mgm 18563  df-sgrp 18642  df-mnd 18658  df-grp 18864  df-minusg 18865  df-cmn 19709  df-abl 19710  df-mgp 20074  df-rng 20086  df-ur 20115  df-ring 20168  df-oppr 20271  df-dvdsr 20291  df-unit 20292  df-invr 20322  df-lmod 20811
This theorem is referenced by:  lincresunit3  48669
  Copyright terms: Public domain W3C validator