Users' Mathboxes Mathbox for Thierry Arnoux < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  r1plmhm Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem r1plmhm 33619
Description: The univariate polynomial remainder function 𝐹 is a module homomorphism. Its image (𝐹s 𝑃) is sometimes called the "ring of remainders" (Contributed by Thierry Arnoux, 2-Apr-2025.)
Hypotheses
Ref Expression
r1plmhm.1 𝑃 = (Poly1𝑅)
r1plmhm.2 𝑈 = (Base‘𝑃)
r1plmhm.4 𝐸 = (rem1p𝑅)
r1plmhm.5 𝑁 = (Unic1p𝑅)
r1plmhm.6 𝐹 = (𝑓𝑈 ↦ (𝑓𝐸𝑀))
r1plmhm.9 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
r1plmhm.10 (𝜑𝑀𝑁)
Assertion
Ref Expression
r1plmhm (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 LMHom (𝐹s 𝑃)))
Distinct variable groups:   𝑓,𝐸   𝑓,𝑀   𝑃,𝑓   𝑈,𝑓   𝜑,𝑓
Allowed substitution hints:   𝑅(𝑓)   𝐹(𝑓)   𝑁(𝑓)

Proof of Theorem r1plmhm
Dummy variables 𝑝 𝑎 𝑏 𝑘 𝑞 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 r1plmhm.2 . . 3 𝑈 = (Base‘𝑃)
2 r1plmhm.9 . . . . . 6 (𝜑𝑅 ∈ Ring)
32adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑓𝑈) → 𝑅 ∈ Ring)
4 simpr 484 . . . . 5 ((𝜑𝑓𝑈) → 𝑓𝑈)
5 r1plmhm.10 . . . . . 6 (𝜑𝑀𝑁)
65adantr 480 . . . . 5 ((𝜑𝑓𝑈) → 𝑀𝑁)
7 r1plmhm.4 . . . . . 6 𝐸 = (rem1p𝑅)
8 r1plmhm.1 . . . . . 6 𝑃 = (Poly1𝑅)
9 r1plmhm.5 . . . . . 6 𝑁 = (Unic1p𝑅)
107, 8, 1, 9r1pcl 26116 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑓𝑈𝑀𝑁) → (𝑓𝐸𝑀) ∈ 𝑈)
113, 4, 6, 10syl3anc 1373 . . . 4 ((𝜑𝑓𝑈) → (𝑓𝐸𝑀) ∈ 𝑈)
12 r1plmhm.6 . . . 4 𝐹 = (𝑓𝑈 ↦ (𝑓𝐸𝑀))
1311, 12fmptd 7104 . . 3 (𝜑𝐹:𝑈𝑈)
14 eqid 2735 . . 3 (+g𝑃) = (+g𝑃)
15 anass 468 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ↔ (𝜑 ∧ (𝑎𝑈𝑏𝑈)))
162ad6antr 736 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑅 ∈ Ring)
17 simp-6r 787 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑎𝑈)
185ad6antr 736 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑀𝑁)
19 simplr 768 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝))
20 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝑎 → (𝑓𝐸𝑀) = (𝑎𝐸𝑀))
21 ovexd 7440 . . . . . . . . . . . . 13 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑎𝐸𝑀) ∈ V)
2212, 20, 17, 21fvmptd3 7009 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑎) = (𝑎𝐸𝑀))
23 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝑝 → (𝑓𝐸𝑀) = (𝑝𝐸𝑀))
24 simp-4r 783 . . . . . . . . . . . . 13 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑝𝑈)
25 ovexd 7440 . . . . . . . . . . . . 13 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑝𝐸𝑀) ∈ V)
2612, 23, 24, 25fvmptd3 7009 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑝) = (𝑝𝐸𝑀))
2719, 22, 263eqtr3d 2778 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑎𝐸𝑀) = (𝑝𝐸𝑀))
28 simp-5r 785 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑏𝑈)
298, 1, 9, 7, 16, 17, 18, 27, 14, 24, 28r1padd1 33617 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑎(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀) = ((𝑝(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
30 oveq1 7412 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑎(+g𝑃)𝑏) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑎(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
318ply1ring 22183 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
322, 31syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
3332ringgrpd 20202 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑃 ∈ Grp)
3433ad6antr 736 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑃 ∈ Grp)
351, 14, 34, 17, 28grpcld 18930 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑎(+g𝑃)𝑏) ∈ 𝑈)
36 ovexd 7440 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑎(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀) ∈ V)
3712, 30, 35, 36fvmptd3 7009 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = ((𝑎(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
38 oveq1 7412 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑝(+g𝑃)𝑏) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑝(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
391, 14, 34, 24, 28grpcld 18930 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑝(+g𝑃)𝑏) ∈ 𝑈)
40 ovexd 7440 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑝(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀) ∈ V)
4112, 38, 39, 40fvmptd3 7009 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑏)) = ((𝑝(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
4229, 37, 413eqtr4d 2780 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑏)))
4332ringabld 20243 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑃 ∈ Abel)
4443ad6antr 736 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑃 ∈ Abel)
451, 14ablcom 19780 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Abel ∧ 𝑝𝑈𝑏𝑈) → (𝑝(+g𝑃)𝑏) = (𝑏(+g𝑃)𝑝))
4644, 24, 28, 45syl3anc 1373 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑝(+g𝑃)𝑏) = (𝑏(+g𝑃)𝑝))
4746fveq2d 6880 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑏(+g𝑃)𝑝)))
4842, 47eqtrd 2770 . . . . . . . 8 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑏(+g𝑃)𝑝)))
49 simpr 484 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞))
50 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = 𝑏 → (𝑓𝐸𝑀) = (𝑏𝐸𝑀))
51 ovexd 7440 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑏𝐸𝑀) ∈ V)
5212, 50, 28, 51fvmptd3 7009 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑏) = (𝑏𝐸𝑀))
53 oveq1 7412 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = 𝑞 → (𝑓𝐸𝑀) = (𝑞𝐸𝑀))
54 simpllr 775 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑞𝑈)
55 ovexd 7440 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑞𝐸𝑀) ∈ V)
5612, 53, 54, 55fvmptd3 7009 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑞) = (𝑞𝐸𝑀))
5749, 52, 563eqtr3d 2778 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑏𝐸𝑀) = (𝑞𝐸𝑀))
588, 1, 9, 7, 16, 28, 18, 57, 14, 54, 24r1padd1 33617 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑏(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀) = ((𝑞(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
59 oveq1 7412 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑏(+g𝑃)𝑝) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑏(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
601, 14, 34, 28, 24grpcld 18930 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑏(+g𝑃)𝑝) ∈ 𝑈)
61 ovexd 7440 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑏(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀) ∈ V)
6212, 59, 60, 61fvmptd3 7009 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑏(+g𝑃)𝑝)) = ((𝑏(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
63 oveq1 7412 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑞(+g𝑃)𝑝) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑞(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
641, 14, 34, 54, 24grpcld 18930 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑞(+g𝑃)𝑝) ∈ 𝑈)
65 ovexd 7440 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑞(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀) ∈ V)
6612, 63, 64, 65fvmptd3 7009 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑝)) = ((𝑞(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
6758, 62, 663eqtr4d 2780 . . . . . . . 8 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑏(+g𝑃)𝑝)) = (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑝)))
681, 14ablcom 19780 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Abel ∧ 𝑞𝑈𝑝𝑈) → (𝑞(+g𝑃)𝑝) = (𝑝(+g𝑃)𝑞))
6944, 54, 24, 68syl3anc 1373 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑞(+g𝑃)𝑝) = (𝑝(+g𝑃)𝑞))
7069fveq2d 6880 . . . . . . . 8 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑝)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞)))
7148, 67, 703eqtrd 2774 . . . . . . 7 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞)))
7271expl 457 . . . . . 6 (((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) → (((𝐹𝑎) = (𝐹𝑝) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞))))
7372anasss 466 . . . . 5 ((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ (𝑝𝑈𝑞𝑈)) → (((𝐹𝑎) = (𝐹𝑝) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞))))
7415, 73sylanbr 582 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑈𝑏𝑈)) ∧ (𝑝𝑈𝑞𝑈)) → (((𝐹𝑎) = (𝐹𝑝) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞))))
75743impa 1109 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑈𝑏𝑈) ∧ (𝑝𝑈𝑞𝑈)) → (((𝐹𝑎) = (𝐹𝑝) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞))))
76 eqid 2735 . . 3 (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
77 eqid 2735 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
78 simplr 768 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏))
79 simpr2 1196 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑎𝑈)
80 ovexd 7440 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑎𝐸𝑀) ∈ V)
8112, 20, 79, 80fvmptd3 7009 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹𝑎) = (𝑎𝐸𝑀))
82 simpr3 1197 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑏𝑈)
83 ovexd 7440 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑏𝐸𝑀) ∈ V)
8412, 50, 82, 83fvmptd3 7009 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹𝑏) = (𝑏𝐸𝑀))
8578, 81, 843eqtr3d 2778 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑎𝐸𝑀) = (𝑏𝐸𝑀))
8685oveq2d 7421 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑘( ·𝑠𝑃)(𝑎𝐸𝑀)) = (𝑘( ·𝑠𝑃)(𝑏𝐸𝑀)))
872ad2antrr 726 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑅 ∈ Ring)
885ad2antrr 726 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑀𝑁)
89 eqid 2735 . . . . . . . 8 ( ·𝑠𝑃) = ( ·𝑠𝑃)
90 eqid 2735 . . . . . . . 8 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
91 simpr1 1195 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
928ply1sca 22188 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
932, 92syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 = (Scalar‘𝑃))
9493fveq2d 6880 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
9594ad2antrr 726 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
9691, 95eleqtrrd 2837 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑘 ∈ (Base‘𝑅))
978, 1, 9, 7, 87, 79, 88, 89, 90, 96r1pvsca 33614 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀) = (𝑘( ·𝑠𝑃)(𝑎𝐸𝑀)))
988, 1, 9, 7, 87, 82, 88, 89, 90, 96r1pvsca 33614 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀) = (𝑘( ·𝑠𝑃)(𝑏𝐸𝑀)))
9986, 97, 983eqtr4d 2780 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
100 oveq1 7412 . . . . . . 7 (𝑓 = (𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀))
1018ply1lmod 22187 . . . . . . . . 9 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ LMod)
10287, 101syl 17 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑃 ∈ LMod)
1031, 76, 89, 77, 102, 91, 79lmodvscld 20836 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎) ∈ 𝑈)
104 ovexd 7440 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀) ∈ V)
10512, 100, 103, 104fvmptd3 7009 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀))
106 oveq1 7412 . . . . . . 7 (𝑓 = (𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
1071, 76, 89, 77, 102, 91, 82lmodvscld 20836 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏) ∈ 𝑈)
108 ovexd 7440 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀) ∈ V)
10912, 106, 107, 108fvmptd3 7009 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
11099, 105, 1093eqtr4d 2780 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)) = (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)))
111110an32s 652 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) → (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)) = (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)))
112111ex 412 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝐹𝑎) = (𝐹𝑏) → (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)) = (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏))))
1132, 101syl 17 . . 3 (𝜑𝑃 ∈ LMod)
1141, 13, 14, 75, 76, 77, 112, 113, 89imaslmhm 33372 . 2 (𝜑 → ((𝐹s 𝑃) ∈ LMod ∧ 𝐹 ∈ (𝑃 LMHom (𝐹s 𝑃))))
115114simprd 495 1 (𝜑𝐹 ∈ (𝑃 LMHom (𝐹s 𝑃)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 395  w3a 1086   = wceq 1540  wcel 2108  Vcvv 3459  cmpt 5201  cfv 6531  (class class class)co 7405  Basecbs 17228  +gcplusg 17271  Scalarcsca 17274   ·𝑠 cvsca 17275  s cimas 17518  Grpcgrp 18916  Abelcabl 19762  Ringcrg 20193  LModclmod 20817   LMHom clmhm 20977  Poly1cpl1 22112  Unic1pcuc1p 26084  rem1pcr1p 26086
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  ax-pre-sup 11207  ax-addf 11208
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-int 4923  df-iun 4969  df-iin 4970  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-se 5607  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-isom 6540  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7671  df-ofr 7672  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8160  df-tpos 8225  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8719  df-map 8842  df-pm 8843  df-ixp 8912  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-fsupp 9374  df-sup 9454  df-inf 9455  df-oi 9524  df-card 9953  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-fzo 13672  df-seq 14020  df-hash 14349  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17252  df-plusg 17284  df-mulr 17285  df-starv 17286  df-sca 17287  df-vsca 17288  df-ip 17289  df-tset 17290  df-ple 17291  df-ds 17293  df-unif 17294  df-hom 17295  df-cco 17296  df-0g 17455  df-gsum 17456  df-prds 17461  df-pws 17463  df-imas 17522  df-mre 17598  df-mrc 17599  df-acs 17601  df-mgm 18618  df-sgrp 18697  df-mnd 18713  df-mhm 18761  df-submnd 18762  df-grp 18919  df-minusg 18920  df-sbg 18921  df-mulg 19051  df-subg 19106  df-ghm 19196  df-cntz 19300  df-cmn 19763  df-abl 19764  df-mgp 20101  df-rng 20113  df-ur 20142  df-ring 20195  df-cring 20196  df-oppr 20297  df-dvdsr 20317  df-unit 20318  df-invr 20348  df-subrng 20506  df-subrg 20530  df-rlreg 20654  df-lmod 20819  df-lss 20889  df-lmhm 20980  df-cnfld 21316  df-psr 21869  df-mvr 21870  df-mpl 21871  df-opsr 21873  df-psr1 22115  df-vr1 22116  df-ply1 22117  df-coe1 22118  df-mdeg 26012  df-deg1 26013  df-uc1p 26089  df-q1p 26090  df-r1p 26091
This theorem is referenced by:  r1pquslmic  33620  algextdeglem8  33758
  Copyright terms: Public domain W3C validator