Theorem lmhmlsp 21003

Description: Homomorphisms preserve spans. (Contributed by Stefan O'Rear, 1-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
lmhmlsp.v	⊢ 𝑉 = (Base‘𝑆)
lmhmlsp.k	⊢ 𝐾 = (LSpan‘𝑆)
lmhmlsp.l	⊢ 𝐿 = (LSpan‘𝑇)

Assertion

Ref	Expression
lmhmlsp	⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)) = (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)))

Proof of Theorem lmhmlsp

Step	Hyp	Ref	Expression
1		lmhmlsp.v	. . . . . 6 ⊢ 𝑉 = (Base‘𝑆)
2		eqid 2736	. . . . . 6 ⊢ (Base‘𝑇) = (Base‘𝑇)
3	1, 2	lmhmf 20988	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝐹:𝑉⟶(Base‘𝑇))
4	3	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝐹:𝑉⟶(Base‘𝑇))
5	4	ffund 6666	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → Fun 𝐹)
6		lmhmlmod1 20987	. . . . 5 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝑆 ∈ LMod)
7	6	adantr 480	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑆 ∈ LMod)
8		lmhmlmod2 20986	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝑇 ∈ LMod)
9	8	adantr 480	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑇 ∈ LMod)
10		imassrn 6030	. . . . . . 7 ⊢ (𝐹 “ 𝑈) ⊆ ran 𝐹
11	4	frnd 6670	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → ran 𝐹 ⊆ (Base‘𝑇))
12	10, 11	sstrid 3945	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐹 “ 𝑈) ⊆ (Base‘𝑇))
13		eqid 2736	. . . . . . 7 ⊢ (LSubSp‘𝑇) = (LSubSp‘𝑇)
14		lmhmlsp.l	. . . . . . 7 ⊢ 𝐿 = (LSpan‘𝑇)
15	2, 13, 14	lspcl 20929	. . . . . 6 ⊢ ((𝑇 ∈ LMod ∧ (𝐹 “ 𝑈) ⊆ (Base‘𝑇)) → (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)) ∈ (LSubSp‘𝑇))
16	9, 12, 15	syl2anc 584	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)) ∈ (LSubSp‘𝑇))
17		eqid 2736	. . . . . 6 ⊢ (LSubSp‘𝑆) = (LSubSp‘𝑆)
18	17, 13	lmhmpreima 21002	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)) ∈ (LSubSp‘𝑇)) → (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈))) ∈ (LSubSp‘𝑆))
19	16, 18	syldan 591	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈))) ∈ (LSubSp‘𝑆))
20		incom 4161	. . . . . . 7 ⊢ (dom 𝐹 ∩ 𝑈) = (𝑈 ∩ dom 𝐹)
21		simpr 484	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ 𝑉)
22	4	fdmd 6672	. . . . . . . . 9 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → dom 𝐹 = 𝑉)
23	21, 22	sseqtrrd 3971	. . . . . . . 8 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ dom 𝐹)
24		dfss2 3919	. . . . . . . 8 ⊢ (𝑈 ⊆ dom 𝐹 ↔ (𝑈 ∩ dom 𝐹) = 𝑈)
25	23, 24	sylib 218	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝑈 ∩ dom 𝐹) = 𝑈)
26	20, 25	eqtr2id 2784	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 = (dom 𝐹 ∩ 𝑈))
27		dminss 6111	. . . . . 6 ⊢ (dom 𝐹 ∩ 𝑈) ⊆ (◡𝐹 “ (𝐹 “ 𝑈))
28	26, 27	eqsstrdi 3978	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ (◡𝐹 “ (𝐹 “ 𝑈)))
29	2, 14	lspssid 20938	. . . . . . 7 ⊢ ((𝑇 ∈ LMod ∧ (𝐹 “ 𝑈) ⊆ (Base‘𝑇)) → (𝐹 “ 𝑈) ⊆ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)))
30	9, 12, 29	syl2anc 584	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐹 “ 𝑈) ⊆ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)))
31		imass2 6061	. . . . . 6 ⊢ ((𝐹 “ 𝑈) ⊆ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)) → (◡𝐹 “ (𝐹 “ 𝑈)) ⊆ (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈))))
32	30, 31	syl 17	. . . . 5 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (◡𝐹 “ (𝐹 “ 𝑈)) ⊆ (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈))))
33	28, 32	sstrd 3944	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈))))
34		lmhmlsp.k	. . . . 5 ⊢ 𝐾 = (LSpan‘𝑆)
35	17, 34	lspssp 20941	. . . 4 ⊢ ((𝑆 ∈ LMod ∧ (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈))) ∈ (LSubSp‘𝑆) ∧ 𝑈 ⊆ (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)))) → (𝐾‘𝑈) ⊆ (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈))))
36	7, 19, 33, 35	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐾‘𝑈) ⊆ (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈))))
37		funimass2 6575	. . 3 ⊢ ((Fun 𝐹 ∧ (𝐾‘𝑈) ⊆ (◡𝐹 “ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)))) → (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)) ⊆ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)))
38	5, 36, 37	syl2anc 584	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)) ⊆ (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)))
39	1, 17, 34	lspcl 20929	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐾‘𝑈) ∈ (LSubSp‘𝑆))
40	7, 21, 39	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐾‘𝑈) ∈ (LSubSp‘𝑆))
41	17, 13	lmhmima 21001	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ (𝐾‘𝑈) ∈ (LSubSp‘𝑆)) → (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)) ∈ (LSubSp‘𝑇))
42	40, 41	syldan 591	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)) ∈ (LSubSp‘𝑇))
43	1, 34	lspssid 20938	. . . . 5 ⊢ ((𝑆 ∈ LMod ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ (𝐾‘𝑈))
44	7, 21, 43	syl2anc 584	. . . 4 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → 𝑈 ⊆ (𝐾‘𝑈))
45		imass2 6061	. . . 4 ⊢ (𝑈 ⊆ (𝐾‘𝑈) → (𝐹 “ 𝑈) ⊆ (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)))
46	44, 45	syl 17	. . 3 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐹 “ 𝑈) ⊆ (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)))
47	13, 14	lspssp 20941	. . 3 ⊢ ((𝑇 ∈ LMod ∧ (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)) ∈ (LSubSp‘𝑇) ∧ (𝐹 “ 𝑈) ⊆ (𝐹 “ (𝐾‘𝑈))) → (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)) ⊆ (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)))
48	9, 42, 46, 47	syl3anc 1373	. 2 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)) ⊆ (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)))
49	38, 48	eqssd 3951	1 ⊢ ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑈 ⊆ 𝑉) → (𝐹 “ (𝐾‘𝑈)) = (𝐿‘(𝐹 “ 𝑈)))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1541   ∈ wcel 2113   ∩ cin 3900   ⊆ wss 3901  ^◡ccnv 5623  dom cdm 5624  ran crn 5625   “ cima 5627  Fun wfun 6486  ⟶wf 6488  ‘cfv 6492  (class class class)co 7358  Basecbs 17138  LModclmod 20813  LSubSpclss 20884  LSpanclspn 20924   LMHom clmhm 20973

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 2184  ax-ext 2708  ax-rep 5224  ax-sep 5241  ax-nul 5251  ax-pow 5310  ax-pr 5377  ax-un 7680  ax-cnex 11084  ax-resscn 11085  ax-1cn 11086  ax-icn 11087  ax-addcl 11088  ax-addrcl 11089  ax-mulcl 11090  ax-mulrcl 11091  ax-mulcom 11092  ax-addass 11093  ax-mulass 11094  ax-distr 11095  ax-i2m1 11096  ax-1ne0 11097  ax-1rid 11098  ax-rnegex 11099  ax-rrecex 11100  ax-cnre 11101  ax-pre-lttri 11102  ax-pre-lttrn 11103  ax-pre-ltadd 11104  ax-pre-mulgt0 11105

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 2539  df-eu 2569  df-clab 2715  df-cleq 2728  df-clel 2811  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3350  df-reu 3351  df-rab 3400  df-v 3442  df-sbc 3741  df-csb 3850  df-dif 3904  df-un 3906  df-in 3908  df-ss 3918  df-pss 3921  df-nul 4286  df-if 4480  df-pw 4556  df-sn 4581  df-pr 4583  df-op 4587  df-uni 4864  df-int 4903  df-iun 4948  df-br 5099  df-opab 5161  df-mpt 5180  df-tr 5206  df-id 5519  df-eprel 5524  df-po 5532  df-so 5533  df-fr 5577  df-we 5579  df-xp 5630  df-rel 5631  df-cnv 5632  df-co 5633  df-dm 5634  df-rn 5635  df-res 5636  df-ima 5637  df-pred 6259  df-ord 6320  df-on 6321  df-lim 6322  df-suc 6323  df-iota 6448  df-fun 6494  df-fn 6495  df-f 6496  df-f1 6497  df-fo 6498  df-f1o 6499  df-fv 6500  df-riota 7315  df-ov 7361  df-oprab 7362  df-mpo 7363  df-om 7809  df-1st 7933  df-2nd 7934  df-frecs 8223  df-wrecs 8254  df-recs 8303  df-rdg 8341  df-er 8635  df-map 8767  df-en 8886  df-dom 8887  df-sdom 8888  df-pnf 11170  df-mnf 11171  df-xr 11172  df-ltxr 11173  df-le 11174  df-sub 11368  df-neg 11369  df-nn 12148  df-2 12210  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17139  df-ress 17160  df-plusg 17192  df-0g 17363  df-mgm 18567  df-sgrp 18646  df-mnd 18662  df-grp 18868  df-minusg 18869  df-sbg 18870  df-subg 19055  df-ghm 19144  df-mgp 20078  df-ur 20119  df-ring 20172  df-lmod 20815  df-lss 20885  df-lsp 20925  df-lmhm 20976

This theorem is referenced by:  frlmup3  21757  lindfmm  21784  lmimlbs  21793  lmhmfgima  43347  lmhmfgsplit  43349