Theorem pwsdiaglmhm 21047

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 2737	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑅) = ( ·𝑠 ‘𝑅)
3		eqid 2737	. 2 ⊢ ( ·𝑠 ‘𝑌) = ( ·𝑠 ‘𝑌)
4		eqid 2737	. 2 ⊢ (Scalar‘𝑅) = (Scalar‘𝑅)
5		eqid 2737	. 2 ⊢ (Scalar‘𝑌) = (Scalar‘𝑌)
6		eqid 2737	. 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 20959	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝑌 ∈ LMod)
10	8, 4	pwssca 17454	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → (Scalar‘𝑅) = (Scalar‘𝑌))
11	10	eqcomd 2743	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → (Scalar‘𝑌) = (Scalar‘𝑅))
12		lmodgrp 20856	. . 3 ⊢ (𝑅 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Grp)
13		pwsdiaglmhm.f	. . . 4 ⊢ 𝐹 = (𝑥 ∈ 𝐵 ↦ (𝐼 × {𝑥}))
14	8, 1, 13	pwsdiagghm 19213	. . 3 ⊢ ((𝑅 ∈ Grp ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑌))
15	12, 14	sylan 581	. 2 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ (𝑅 GrpHom 𝑌))
16		simplr 769	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → 𝐼 ∈ 𝑊)
17	1, 4, 2, 6	lmodvscl 20867	. . . . . 6 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐵)
18	17	3expb 1121	. . . . 5 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐵)
19	18	adantlr 716	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐵)
20	13	fvdiagfn 8833	. . . 4 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ (𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏) ∈ 𝐵) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)) = (𝐼 × {(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)}))
21	16, 19, 20	syl2anc 585	. . 3 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)) = (𝐼 × {(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)}))
22	13	fvdiagfn 8833	. . . . . 6 ⊢ ((𝐼 ∈ 𝑊 ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝐹‘𝑏) = (𝐼 × {𝑏}))
23	22	ad2ant2l 747	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝐹‘𝑏) = (𝐼 × {𝑏}))
24	23	oveq2d 7377	. . . 4 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → (𝑎( ·𝑠 ‘𝑌)(𝐹‘𝑏)) = (𝑎( ·𝑠 ‘𝑌)(𝐼 × {𝑏})))
25		eqid 2737	. . . . 5 ⊢ (Base‘𝑌) = (Base‘𝑌)
26		simpll 767	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → 𝑅 ∈ LMod)
27		simprl 771	. . . . 5 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵)) → 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑅)))
28	8, 1, 25	pwsdiagel 17455	. . . . . 6 ⊢ (((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) ∧ 𝑏 ∈ 𝐵) → (𝐼 × {𝑏}) ∈ (Base‘𝑌))
29	28	adantrl 717	. . . . 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 17452	. . . 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 3434	. . . . . . 7 ⊢ 𝑎 ∈ V
33	32	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → 𝑎 ∈ V)
34		vex 3434	. . . . . . 7 ⊢ 𝑏 ∈ V
35	34	a1i 11	. . . . . 6 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → 𝑏 ∈ V)
36	31, 33, 35	ofc12 7655	. . . . 5 ⊢ (𝐼 ∈ 𝑊 → ((𝐼 × {𝑎}) ∘f ( ·𝑠 ‘𝑅)(𝐼 × {𝑏})) = (𝐼 × {(𝑎( ·𝑠 ‘𝑅)𝑏)}))
37	36	ad2antlr 728	. . . 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 2776	. . 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 2775	. 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 21029	1 ⊢ ((𝑅 ∈ LMod ∧ 𝐼 ∈ 𝑊) → 𝐹 ∈ (𝑅 LMHom 𝑌))

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   = wceq 1542   ∈ wcel 2114  Vcvv 3430  {csn 4568   ↦ cmpt 5167   × cxp 5623  ‘cfv 6493  (class class class)co 7361   ∘_f cof 7623  Basecbs 17173  Scalarcsca 17217   ·_𝑠 cvsca 17218   ↑_s cpws 17403  Grpcgrp 18903   GrpHom cghm 19181  LModclmod 20849   LMHom clmhm 21009

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1912  ax-6 1969  ax-7 2010  ax-8 2116  ax-9 2124  ax-10 2147  ax-11 2163  ax-12 2185  ax-ext 2709  ax-rep 5213  ax-sep 5232  ax-nul 5242  ax-pow 5303  ax-pr 5371  ax-un 7683  ax-cnex 11088  ax-resscn 11089  ax-1cn 11090  ax-icn 11091  ax-addcl 11092  ax-addrcl 11093  ax-mulcl 11094  ax-mulrcl 11095  ax-mulcom 11096  ax-addass 11097  ax-mulass 11098  ax-distr 11099  ax-i2m1 11100  ax-1ne0 11101  ax-1rid 11102  ax-rnegex 11103  ax-rrecex 11104  ax-cnre 11105  ax-pre-lttri 11106  ax-pre-lttrn 11107  ax-pre-ltadd 11108  ax-pre-mulgt0 11109

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 849  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2069  df-mo 2540  df-eu 2570  df-clab 2716  df-cleq 2729  df-clel 2812  df-nfc 2886  df-ne 2934  df-nel 3038  df-ral 3053  df-rex 3063  df-rmo 3343  df-reu 3344  df-rab 3391  df-v 3432  df-sbc 3730  df-csb 3839  df-dif 3893  df-un 3895  df-in 3897  df-ss 3907  df-pss 3910  df-nul 4275  df-if 4468  df-pw 4544  df-sn 4569  df-pr 4571  df-tp 4573  df-op 4575  df-uni 4852  df-iun 4936  df-br 5087  df-opab 5149  df-mpt 5168  df-tr 5194  df-id 5520  df-eprel 5525  df-po 5533  df-so 5534  df-fr 5578  df-we 5580  df-xp 5631  df-rel 5632  df-cnv 5633  df-co 5634  df-dm 5635  df-rn 5636  df-res 5637  df-ima 5638  df-pred 6260  df-ord 6321  df-on 6322  df-lim 6323  df-suc 6324  df-iota 6449  df-fun 6495  df-fn 6496  df-f 6497  df-f1 6498  df-fo 6499  df-f1o 6500  df-fv 6501  df-riota 7318  df-ov 7364  df-oprab 7365  df-mpo 7366  df-of 7625  df-om 7812  df-1st 7936  df-2nd 7937  df-frecs 8225  df-wrecs 8256  df-recs 8305  df-rdg 8343  df-1o 8399  df-er 8637  df-map 8769  df-ixp 8840  df-en 8888  df-dom 8889  df-sdom 8890  df-fin 8891  df-sup 9349  df-pnf 11175  df-mnf 11176  df-xr 11177  df-ltxr 11178  df-le 11179  df-sub 11373  df-neg 11374  df-nn 12169  df-2 12238  df-3 12239  df-4 12240  df-5 12241  df-6 12242  df-7 12243  df-8 12244  df-9 12245  df-n0 12432  df-z 12519  df-dec 12639  df-uz 12783  df-fz 13456  df-struct 17111  df-sets 17128  df-slot 17146  df-ndx 17158  df-base 17174  df-plusg 17227  df-mulr 17228  df-sca 17230  df-vsca 17231  df-ip 17232  df-tset 17233  df-ple 17234  df-ds 17236  df-hom 17238  df-cco 17239  df-0g 17398  df-prds 17404  df-pws 17406  df-mgm 18602  df-sgrp 18681  df-mnd 18697  df-mhm 18745  df-grp 18906  df-minusg 18907  df-ghm 19182  df-mgp 20116  df-ur 20157  df-ring 20210  df-lmod 20851  df-lmhm 21012

This theorem is referenced by:  pwslnmlem1  43541