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 47465
Description: Lemma 3 for lincresunit3 47472. (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 1146 . . . . . . . 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 2727 . . . . . . . 8 (1r𝑅) = (1r𝑅)
73, 4, 5, 6lmodvs1 20762 . . . . . . 7 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵) → ((1r𝑅) · 𝑋) = 𝑋)
82, 7syl 17 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → ((1r𝑅) · 𝑋) = 𝑋)
94lmodring 20740 . . . . . . . . . . . 12 (𝑀 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Ring)
1093ad2ant1 1131 . . . . . . . . . . 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 20325 . . . . . . . . . . . 12 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝐴𝑈) → (𝑁𝐴) ∈ 𝑈)
159, 14sylan 579 . . . . . . . . . . 11 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝐴𝑈) → (𝑁𝐴) ∈ 𝑈)
16153ad2antl1 1183 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑁𝐴) ∈ 𝑈)
1711, 16jca 511 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝑈))
18 eqid 2727 . . . . . . . . . 10 (invr𝑅) = (invr𝑅)
19 eqid 2727 . . . . . . . . . 10 (.r𝑅) = (.r𝑅)
2012, 18, 19, 6unitlinv 20321 . . . . . . . . 9 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝑈) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) = (1r𝑅))
2117, 20syl 17 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) = (1r𝑅))
2221eqcomd 2733 . . . . . . 7 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (1r𝑅) = (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)))
2322oveq1d 7429 . . . . . 6 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → ((1r𝑅) · 𝑋) = ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑋))
248, 23eqtr3d 2769 . . . . 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 1189 . . . . . . . 8 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → 𝑀 ∈ LMod)
27 lincresunit3lem3.e . . . . . . . . . . 11 𝐸 = (Base‘𝑅)
2812, 18, 27ringinvcl 20320 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Ring ∧ (𝑁𝐴) ∈ 𝑈) → ((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸)
2917, 28syl 17 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → ((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) ∈ 𝐸)
304lmodfgrp 20741 . . . . . . . . . . 11 (𝑀 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Grp)
31303ad2ant1 1131 . . . . . . . . . 10 ((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) → 𝑅 ∈ Grp)
3227, 12unitcl 20303 . . . . . . . . . 10 (𝐴𝑈𝐴𝐸)
3327, 13grpinvcl 18935 . . . . . . . . . 10 ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝐴𝐸) → (𝑁𝐴) ∈ 𝐸)
3431, 32, 33syl2an 595 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (𝑁𝐴) ∈ 𝐸)
35 simpl2 1190 . . . . . . . . 9 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → 𝑋𝐵)
3629, 34, 353jca 1126 . . . . . . . 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 20759 . . . . . 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 7422 . . . . . 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 1191 . . . . . . . . . 10 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → 𝑌𝐵)
4529, 34, 443jca 1126 . . . . . . . . 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 20759 . . . . . . 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 7429 . . . . . 6 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑌) = ((1r𝑅) · 𝑌))
5349, 52eqtr3d 2769 . . . . 5 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → (((invr𝑅)‘(𝑁𝐴)) · ((𝑁𝐴) · 𝑌)) = ((1r𝑅) · 𝑌))
5440, 42, 533eqtrd 2771 . . . 4 ((((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) ∧ ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌)) → ((((invr𝑅)‘(𝑁𝐴))(.r𝑅)(𝑁𝐴)) · 𝑋) = ((1r𝑅) · 𝑌))
55 3simpb 1147 . . . . . . 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 20762 . . . . 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 2771 . . 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 7422 . 2 (𝑋 = 𝑌 → ((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌))
6361, 62impbid1 224 1 (((𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐵𝑌𝐵) ∧ 𝐴𝑈) → (((𝑁𝐴) · 𝑋) = ((𝑁𝐴) · 𝑌) ↔ 𝑋 = 𝑌))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 205  wa 395  w3a 1085   = wceq 1534  wcel 2099  cfv 6542  (class class class)co 7414  Basecbs 17171  .rcmulr 17225  Scalarcsca 17227   ·𝑠 cvsca 17228  Grpcgrp 18881  invgcminusg 18882  1rcur 20112  Ringcrg 20164  Unitcui 20283  invrcinvr 20315  LModclmod 20732
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1790  ax-4 1804  ax-5 1906  ax-6 1964  ax-7 2004  ax-8 2101  ax-9 2109  ax-10 2130  ax-11 2147  ax-12 2164  ax-ext 2698  ax-rep 5279  ax-sep 5293  ax-nul 5300  ax-pow 5359  ax-pr 5423  ax-un 7734  ax-cnex 11186  ax-resscn 11187  ax-1cn 11188  ax-icn 11189  ax-addcl 11190  ax-addrcl 11191  ax-mulcl 11192  ax-mulrcl 11193  ax-mulcom 11194  ax-addass 11195  ax-mulass 11196  ax-distr 11197  ax-i2m1 11198  ax-1ne0 11199  ax-1rid 11200  ax-rnegex 11201  ax-rrecex 11202  ax-cnre 11203  ax-pre-lttri 11204  ax-pre-lttrn 11205  ax-pre-ltadd 11206  ax-pre-mulgt0 11207
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 396  df-or 847  df-3or 1086  df-3an 1087  df-tru 1537  df-fal 1547  df-ex 1775  df-nf 1779  df-sb 2061  df-mo 2529  df-eu 2558  df-clab 2705  df-cleq 2719  df-clel 2805  df-nfc 2880  df-ne 2936  df-nel 3042  df-ral 3057  df-rex 3066  df-rmo 3371  df-reu 3372  df-rab 3428  df-v 3471  df-sbc 3775  df-csb 3890  df-dif 3947  df-un 3949  df-in 3951  df-ss 3961  df-pss 3963  df-nul 4319  df-if 4525  df-pw 4600  df-sn 4625  df-pr 4627  df-op 4631  df-uni 4904  df-iun 4993  df-br 5143  df-opab 5205  df-mpt 5226  df-tr 5260  df-id 5570  df-eprel 5576  df-po 5584  df-so 5585  df-fr 5627  df-we 5629  df-xp 5678  df-rel 5679  df-cnv 5680  df-co 5681  df-dm 5682  df-rn 5683  df-res 5684  df-ima 5685  df-pred 6299  df-ord 6366  df-on 6367  df-lim 6368  df-suc 6369  df-iota 6494  df-fun 6544  df-fn 6545  df-f 6546  df-f1 6547  df-fo 6548  df-f1o 6549  df-fv 6550  df-riota 7370  df-ov 7417  df-oprab 7418  df-mpo 7419  df-om 7865  df-2nd 7988  df-tpos 8225  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-er 8718  df-en 8956  df-dom 8957  df-sdom 8958  df-pnf 11272  df-mnf 11273  df-xr 11274  df-ltxr 11275  df-le 11276  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12235  df-2 12297  df-3 12298  df-sets 17124  df-slot 17142  df-ndx 17154  df-base 17172  df-ress 17201  df-plusg 17237  df-mulr 17238  df-0g 17414  df-mgm 18591  df-sgrp 18670  df-mnd 18686  df-grp 18884  df-minusg 18885  df-cmn 19728  df-abl 19729  df-mgp 20066  df-rng 20084  df-ur 20113  df-ring 20166  df-oppr 20262  df-dvdsr 20285  df-unit 20286  df-invr 20316  df-lmod 20734
This theorem is referenced by:  lincresunit3  47472
  Copyright terms: Public domain W3C validator