Theorem pwsdiaglmhm 21015

Description: Diagonal homomorphism into a structure power. (Contributed by Stefan O'Rear, 24-Jan-2015.)

Hypotheses

Ref	Expression
pwsdiaglmhm.y	⊢ 𝑌 = (𝑅 ↑s 𝐼)
pwsdiaglmhm.b	⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
pwsdiaglmhm.f	⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝐼 × {𝑥}))

Assertion

Ref	Expression
pwsdiaglmhm	⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ (𝑅 LMHom 𝑌))

Distinct variable groups:   𝑥,𝑌   𝑥,𝑅   𝑥,𝐼   𝑥,𝐵   𝑥,𝑊

Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem pwsdiaglmhm

Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		pwsdiaglmhm.b	. 2 ⊢ 𝐵 = (Base‘𝑅)
2		eqid 2735	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑅) = ( ·𝑠 ‘𝑅)
3		eqid 2735	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑌) = ( ·𝑠 ‘𝑌)
4		eqid 2735	. 2 ⊢ (Scalar‘𝑅) = (Scalar‘𝑅)
5		eqid 2735	. 2 ⊢ (Scalar‘𝑌) = (Scalar‘𝑌)
6		eqid 2735	. 2 ⊢ (Base‘(Scalar‘𝑅)) = (Base‘(Scalar‘𝑅))
7		simpl 482	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑅 ∈ LMod)
8		pwsdiaglmhm.y	. . 3 ⊢ 𝑌 = (𝑅 ↑s 𝐼)
9	8	pwslmod 20927	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑌 ∈ LMod)
10	8, 4	pwssca 17510	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → (Scalar‘𝑅) = (Scalar‘𝑌))
11	10	eqcomd 2741	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → (Scalar‘𝑌) = (Scalar‘𝑅))
12		lmodgrp 20824	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Grp)
13		pwsdiaglmhm.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝐼 × {𝑥}))
14	8, 1, 13	pwsdiagghm 19227	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑌))
15	12, 14	sylan 580	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑌))
16		simplr 768	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → 𝐼 ∈ 𝑊)
17	1, 4, 2, 6	lmodvscl 20835	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐵)
18	17	3expb 1120	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐵)
19	18	adantlr 715	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐵)
20	13	fvdiagfn 8905	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ (𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐵) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)) = (𝐼 × {(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)}))
21	16, 19, 20	syl2anc 584	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)) = (𝐼 × {(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)}))
22	13	fvdiagfn 8905	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝐹‘𝑏) = (𝐼 × {𝑏}))
23	22	ad2ant2l 746	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑏) = (𝐼 × {𝑏}))
24	23	oveq2d 7421	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑌)(𝐹‘𝑏)) = (𝑎( ·𝑠 ‘𝑌)(𝐼 × {𝑏})))
25		eqid 2735	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
26		simpll 766	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ LMod)
27		simprl 770	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)))
28	8, 1, 25	pwsdiagel 17511	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝐼 × {𝑏}) ∈ (Base‘𝑌))
29	28	adantrl 716	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝐼 × {𝑏}) ∈ (Base‘𝑌))
30	8, 25, 2, 3, 4, 6, 26, 16, 27, 29	pwsvscafval 17508	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑌)(𝐼 × {𝑏})) = ((𝐼 × {𝑎}) ∘f ( ·𝑠 ‘𝑅)(𝐼 × {𝑏})))
31		id 22	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → 𝐼 ∈ 𝑊)
32		vex 3463	. . . . . . 7 ⊢ 𝑎 ∈ V
33	32	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → 𝑎 ∈ V)
34		vex 3463	. . . . . . 7 ⊢ 𝑏 ∈ V
35	34	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → 𝑏 ∈ V)
36	31, 33, 35	ofc12 7701	. . . . 5 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → ((𝐼 × {𝑎}) ∘f ( ·𝑠 ‘𝑅)(𝐼 × {𝑏})) = (𝐼 × {(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)}))
37	36	ad2antlr 727	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → ((𝐼 × {𝑎}) ∘f ( ·𝑠 ‘𝑅)(𝐼 × {𝑏})) = (𝐼 × {(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)}))
38	24, 30, 37	3eqtrd 2774	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑌)(𝐹‘𝑏)) = (𝐼 × {(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)}))
39	21, 38	eqtr4d 2773	. 2 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)) = (𝑎( ·𝑠 ‘𝑌)(𝐹‘𝑏)))
40	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 11, 15, 39	islmhmd 20997	1 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ (𝑅 LMHom 𝑌))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1540   ∈ wcel 2108  Vcvv 3459  {csn 4601   ↦ cmpt 5201   × cxp 5652  ‘cfv 6531  (class class class)co 7405   ∘_f cof 7669  Basecbs 17228  Scalarcsca 17274   ·_𝑠 cvsca 17275   ↑_s cpws 17460  Grpcgrp 18916   GrpHom cghm 19195  LModclmod 20817   LMHom clmhm 20977

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-tp 4606  df-op 4608  df-uni 4884  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7671  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-er 8719  df-map 8842  df-ixp 8912  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-sup 9454  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12502  df-z 12589  df-dec 12709  df-uz 12853  df-fz 13525  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-plusg 17284  df-mulr 17285  df-sca 17287  df-vsca 17288  df-ip 17289  df-tset 17290  df-ple 17291  df-ds 17293  df-hom 17295  df-cco 17296  df-0g 17455  df-prds 17461  df-pws 17463  df-mgm 18618  df-sgrp 18697  df-mnd 18713  df-mhm 18761  df-grp 18919  df-minusg 18920  df-ghm 19196  df-mgp 20101  df-ur 20142  df-ring 20195  df-lmod 20819  df-lmhm 20980

This theorem is referenced by:  pwslnmlem1  43116