Theorem mendvscafval 43946

Description: Scalar multiplication in the module endomorphism algebra. (Contributed by Stefan O'Rear, 2-Sep-2015.) (Proof shortened by AV, 31-Oct-2024.)

Hypotheses

Ref	Expression
mendvscafval.a	⊢ 𝐴 = (MEndo‘𝑀)
mendvscafval.v	⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑀)
mendvscafval.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
mendvscafval.s	⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑀)
mendvscafval.k	⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
mendvscafval.e	⊢ 𝐸 = (Base‘𝑀)

Assertion

Ref	Expression
mendvscafval	⊢ ( ·𝑠 ‘𝐴) = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑦,𝐵   𝑥,𝐾,𝑦   𝑥,𝑀,𝑦

Allowed substitution hints:   𝐴(𝑥, 𝑦)   𝑆(𝑥, 𝑦)   · (𝑥, 𝑦)   𝐸(𝑥, 𝑦)

Proof of Theorem mendvscafval

Step	Hyp	Ref	Expression
1		mendvscafval.a	. . 3 ⊢ 𝐴 = (MEndo‘𝑀)
2	1	fveq2i 6888	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝐴) = ( ·𝑠 ‘(MEndo‘𝑀))
3		mendvscafval.b	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝐴)
4	1	mendbas 43940	. . . . . . 7 ⊢ (𝑀 LMHom 𝑀) = (Base‘𝐴)
5	3, 4	eqtr4i 2791	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 = (𝑀 LMHom 𝑀)
6		eqid 2765	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘f (+g‘𝑀)𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘f (+g‘𝑀)𝑦))
7		eqid 2765	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘ 𝑦)) = (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘ 𝑦))
8		mendvscafval.s	. . . . . 6 ⊢ 𝑆 = (Scalar‘𝑀)
9		mendvscafval.k	. . . . . . 7 ⊢ 𝐾 = (Base‘𝑆)
10		eqid 2765	. . . . . . 7 ⊢ 𝐵 = 𝐵
11		mendvscafval.e	. . . . . . . . 9 ⊢ 𝐸 = (Base‘𝑀)
12	11	xpeq1i 5689	. . . . . . . 8 ⊢ (𝐸 × {𝑥}) = ((Base‘𝑀) × {𝑥})
13		eqid 2765	. . . . . . . 8 ⊢ 𝑦 = 𝑦
14		mendvscafval.v	. . . . . . . . 9 ⊢ · = ( ·𝑠 ‘𝑀)
15		ofeq 7683	. . . . . . . . 9 ⊢ ( · = ( ·𝑠 ‘𝑀) → ∘f · = ∘f ( ·𝑠 ‘𝑀))
16	14, 15	ax-mp 5	. . . . . . . 8 ⊢ ∘f · = ∘f ( ·𝑠 ‘𝑀)
17	12, 13, 16	oveq123i 7430	. . . . . . 7 ⊢ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦) = (((Base‘𝑀) × {𝑥}) ∘f ( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦)
18	9, 10, 17	mpoeq123i 7492	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)) = (𝑥 ∈ (Base‘𝑆), 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (((Base‘𝑀) × {𝑥}) ∘f ( ·𝑠 ‘𝑀)𝑦))
19	5, 6, 7, 8, 18	mendval 43939	. . . . 5 ⊢ (𝑀 ∈ V → (MEndo‘𝑀) = ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘f (+g‘𝑀)𝑦))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘ 𝑦))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑆⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))⟩}))
20	19	fveq2d 6889	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ V → ( ·𝑠 ‘(MEndo‘𝑀)) = ( ·𝑠 ‘({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘f (+g‘𝑀)𝑦))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘ 𝑦))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑆⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))⟩})))
21	9	fvexi 6899	. . . . . 6 ⊢ 𝐾 ∈ V
22	3	fvexi 6899	. . . . . 6 ⊢ 𝐵 ∈ V
23	21, 22	mpoex 8078	. . . . 5 ⊢ (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)) ∈ V
24		eqid 2765	. . . . . 6 ⊢ ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘f (+g‘𝑀)𝑦))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘ 𝑦))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑆⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))⟩}) = ({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘f (+g‘𝑀)𝑦))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘ 𝑦))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑆⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))⟩})
25	24	algvsca 43938	. . . . 5 ⊢ ((𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)) ∈ V → (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)) = ( ·𝑠 ‘({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘f (+g‘𝑀)𝑦))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘ 𝑦))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑆⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))⟩})))
26	23, 25	mp1i 14	. . . 4 ⊢ (𝑀 ∈ V → (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)) = ( ·𝑠 ‘({⟨(Base‘ndx), 𝐵⟩, ⟨(+g‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘f (+g‘𝑀)𝑦))⟩, ⟨(.r‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐵, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ (𝑥 ∘ 𝑦))⟩} ∪ {⟨(Scalar‘ndx), 𝑆⟩, ⟨( ·𝑠 ‘ndx), (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))⟩})))
27	20, 26	eqtr4d 2803	. . 3 ⊢ (𝑀 ∈ V → ( ·𝑠 ‘(MEndo‘𝑀)) = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)))
28		fvprc 6877	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → (MEndo‘𝑀) = ∅)
29	28	fveq2d 6889	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → ( ·𝑠 ‘(MEndo‘𝑀)) = ( ·𝑠 ‘∅))
30		vscaid 17391	. . . . . 6 ⊢ ·𝑠 = Slot ( ·𝑠 ‘ndx)
31	30	str0 17267	. . . . 5 ⊢ ∅ = ( ·𝑠 ‘∅)
32	29, 31	eqtr4di 2818	. . . 4 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → ( ·𝑠 ‘(MEndo‘𝑀)) = ∅)
33		fvprc 6877	. . . . . . . . 9 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → (Scalar‘𝑀) = ∅)
34	8, 33	eqtrid 2812	. . . . . . . 8 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → 𝑆 = ∅)
35	34	fveq2d 6889	. . . . . . 7 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → (Base‘𝑆) = (Base‘∅))
36		base0 17292	. . . . . . 7 ⊢ ∅ = (Base‘∅)
37	35, 9, 36	3eqtr4g 2825	. . . . . 6 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → 𝐾 = ∅)
38	37	orcd 887	. . . . 5 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → (𝐾 = ∅ ∨ 𝐵 = ∅))
39		0mpo0 7499	. . . . 5 ⊢ ((𝐾 = ∅ ∨ 𝐵 = ∅) → (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)) = ∅)
40	38, 39	syl 18	. . . 4 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)) = ∅)
41	32, 40	eqtr4d 2803	. . 3 ⊢ (¬ 𝑀 ∈ V → ( ·𝑠 ‘(MEndo‘𝑀)) = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦)))
42	27, 41	pm2.61i 184	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘(MEndo‘𝑀)) = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))
43	2, 42	eqtri 2788	1 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝐴) = (𝑥 ∈ 𝐾, 𝑦 ∈ 𝐵 ↦ ((𝐸 × {𝑥}) ∘f · 𝑦))

This proof depends on syntax axioms:  ¬ wn 3   ∨ wo 861   = wceq 1570   ∈ wcel 2146  Vcvv 3457   ∪ cun 3904  ∅c0 4286  {csn 4591  {cpr 4593  {ctp 4595  ⟨cop 4597   × cxp 5661   ∘ ccom 5667  ‘cfv 6540  (class class class)co 7416   ∈ cmpo 7418   ∘_f cof 7678  ndxcnx 17271  Basecbs 17287  +_gcplusg 17328  ._rcmulr 17329  Scalarcsca 17331   ·_𝑠 cvsca 17332   LMHom clmhm 21170  MEndocmend 43931

This proof depends on axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1828  ax-4 1842  ax-5 1943  ax-6 2000  ax-7 2041  ax-8 2148  ax-9 2156  ax-10 2179  ax-11 2195  ax-12 2216  ax-ext 2737  ax-rep 5240  ax-sep 5259  ax-nul 5271  ax-pow 5338  ax-pr 5406  ax-un 7738  ax-cnex 11167  ax-resscn 11168  ax-1cn 11169  ax-icn 11170  ax-addcl 11171  ax-addrcl 11172  ax-mulcl 11173  ax-mulrcl 11174  ax-mulcom 11175  ax-addass 11176  ax-mulass 11177  ax-distr 11178  ax-i2m1 11179  ax-1ne0 11180  ax-1rid 11181  ax-rnegex 11182  ax-rrecex 11183  ax-cnre 11184  ax-pre-lttri 11185  ax-pre-lttrn 11186  ax-pre-ltadd 11187  ax-pre-mulgt0 11188

This proof depends on definitions:  df-bi 210  df-an 402  df-or 862  df-3or 1104  df-3an 1105  df-tru 1573  df-fal 1583  df-ex 1813  df-nf 1817  df-sb 2100  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3067  df-ral 3082  df-rex 3092  df-reu 3372  df-rab 3419  df-v 3459  df-sbc 3747  df-csb 3855  df-dif 3909  df-un 3911  df-in 3913  df-ss 3923  df-pss 3926  df-nul 4287  df-if 4490  df-pw 4566  df-sn 4592  df-pr 4594  df-tp 4596  df-op 4598  df-uni 4875  df-iun 4960  df-br 5112  df-opab 5176  df-mpt 5195  df-tr 5221  df-id 5558  df-eprel 5563  df-po 5571  df-so 5572  df-fr 5616  df-we 5618  df-xp 5669  df-rel 5670  df-cnv 5671  df-co 5672  df-dm 5673  df-rn 5674  df-res 5675  df-ima 5676  df-pred 6306  df-ord 6367  df-on 6368  df-lim 6369  df-suc 6370  df-iota 6496  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7373  df-ov 7419  df-oprab 7420  df-mpo 7421  df-of 7680  df-om 7865  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8360  df-rdg 8399  df-1o 8455  df-er 8696  df-en 8946  df-dom 8947  df-sdom 8948  df-fin 8949  df-pnf 11256  df-mnf 11257  df-xr 11258  df-ltxr 11259  df-le 11260  df-sub 11454  df-neg 11455  df-nn 12245  df-2 12314  df-3 12315  df-4 12316  df-5 12317  df-6 12318  df-n0 12516  df-z 12603  df-uz 12875  df-fz 13548  df-struct 17225  df-slot 17260  df-ndx 17272  df-base 17288  df-plusg 17341  df-mulr 17342  df-sca 17344  df-vsca 17345  df-lmhm 21173  df-mend 43932

This theorem is used by:  mendvsca  43947