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 33702
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 26132 . . . . 5 ((𝑅 ∈ Ring ∧ 𝑓𝑈𝑀𝑁) → (𝑓𝐸𝑀) ∈ 𝑈)
113, 4, 6, 10syl3anc 1374 . . . 4 ((𝜑𝑓𝑈) → (𝑓𝐸𝑀) ∈ 𝑈)
12 r1plmhm.6 . . . 4 𝐹 = (𝑓𝑈 ↦ (𝑓𝐸𝑀))
1311, 12fmptd 7068 . . 3 (𝜑𝐹:𝑈𝑈)
14 eqid 2737 . . 3 (+g𝑃) = (+g𝑃)
15 anass 468 . . . . 5 (((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ↔ (𝜑 ∧ (𝑎𝑈𝑏𝑈)))
162ad6antr 737 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑅 ∈ Ring)
17 simp-6r 788 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑎𝑈)
185ad6antr 737 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑀𝑁)
19 simplr 769 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝))
20 oveq1 7375 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝑎 → (𝑓𝐸𝑀) = (𝑎𝐸𝑀))
21 ovexd 7403 . . . . . . . . . . . . 13 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑎𝐸𝑀) ∈ V)
2212, 20, 17, 21fvmptd3 6973 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑎) = (𝑎𝐸𝑀))
23 oveq1 7375 . . . . . . . . . . . . 13 (𝑓 = 𝑝 → (𝑓𝐸𝑀) = (𝑝𝐸𝑀))
24 simp-4r 784 . . . . . . . . . . . . 13 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑝𝑈)
25 ovexd 7403 . . . . . . . . . . . . 13 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑝𝐸𝑀) ∈ V)
2612, 23, 24, 25fvmptd3 6973 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑝) = (𝑝𝐸𝑀))
2719, 22, 263eqtr3d 2780 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑎𝐸𝑀) = (𝑝𝐸𝑀))
28 simp-5r 786 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑏𝑈)
298, 1, 9, 7, 16, 17, 18, 27, 14, 24, 28r1padd1 33700 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑎(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀) = ((𝑝(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
30 oveq1 7375 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑎(+g𝑃)𝑏) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑎(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
318ply1ring 22200 . . . . . . . . . . . . . . 15 (𝑅 ∈ Ring → 𝑃 ∈ Ring)
322, 31syl 17 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝜑𝑃 ∈ Ring)
3332ringgrpd 20189 . . . . . . . . . . . . 13 (𝜑𝑃 ∈ Grp)
3433ad6antr 737 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑃 ∈ Grp)
351, 14, 34, 17, 28grpcld 18889 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑎(+g𝑃)𝑏) ∈ 𝑈)
36 ovexd 7403 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑎(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀) ∈ V)
3712, 30, 35, 36fvmptd3 6973 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = ((𝑎(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
38 oveq1 7375 . . . . . . . . . . 11 (𝑓 = (𝑝(+g𝑃)𝑏) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑝(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
391, 14, 34, 24, 28grpcld 18889 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑝(+g𝑃)𝑏) ∈ 𝑈)
40 ovexd 7403 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑝(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀) ∈ V)
4112, 38, 39, 40fvmptd3 6973 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑏)) = ((𝑝(+g𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
4229, 37, 413eqtr4d 2782 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑏)))
4332ringabld 20230 . . . . . . . . . . . 12 (𝜑𝑃 ∈ Abel)
4443ad6antr 737 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑃 ∈ Abel)
451, 14ablcom 19740 . . . . . . . . . . 11 ((𝑃 ∈ Abel ∧ 𝑝𝑈𝑏𝑈) → (𝑝(+g𝑃)𝑏) = (𝑏(+g𝑃)𝑝))
4644, 24, 28, 45syl3anc 1374 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑝(+g𝑃)𝑏) = (𝑏(+g𝑃)𝑝))
4746fveq2d 6846 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑏(+g𝑃)𝑝)))
4842, 47eqtrd 2772 . . . . . . . 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 7375 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = 𝑏 → (𝑓𝐸𝑀) = (𝑏𝐸𝑀))
51 ovexd 7403 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑏𝐸𝑀) ∈ V)
5212, 50, 28, 51fvmptd3 6973 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑏) = (𝑏𝐸𝑀))
53 oveq1 7375 . . . . . . . . . . . 12 (𝑓 = 𝑞 → (𝑓𝐸𝑀) = (𝑞𝐸𝑀))
54 simpllr 776 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → 𝑞𝑈)
55 ovexd 7403 . . . . . . . . . . . 12 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑞𝐸𝑀) ∈ V)
5612, 53, 54, 55fvmptd3 6973 . . . . . . . . . . 11 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹𝑞) = (𝑞𝐸𝑀))
5749, 52, 563eqtr3d 2780 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑏𝐸𝑀) = (𝑞𝐸𝑀))
588, 1, 9, 7, 16, 28, 18, 57, 14, 54, 24r1padd1 33700 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑏(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀) = ((𝑞(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
59 oveq1 7375 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑏(+g𝑃)𝑝) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑏(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
601, 14, 34, 28, 24grpcld 18889 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑏(+g𝑃)𝑝) ∈ 𝑈)
61 ovexd 7403 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑏(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀) ∈ V)
6212, 59, 60, 61fvmptd3 6973 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑏(+g𝑃)𝑝)) = ((𝑏(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
63 oveq1 7375 . . . . . . . . . 10 (𝑓 = (𝑞(+g𝑃)𝑝) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑞(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
641, 14, 34, 54, 24grpcld 18889 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑞(+g𝑃)𝑝) ∈ 𝑈)
65 ovexd 7403 . . . . . . . . . 10 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → ((𝑞(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀) ∈ V)
6612, 63, 64, 65fvmptd3 6973 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑝)) = ((𝑞(+g𝑃)𝑝)𝐸𝑀))
6758, 62, 663eqtr4d 2782 . . . . . . . 8 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑏(+g𝑃)𝑝)) = (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑝)))
681, 14ablcom 19740 . . . . . . . . . 10 ((𝑃 ∈ Abel ∧ 𝑞𝑈𝑝𝑈) → (𝑞(+g𝑃)𝑝) = (𝑝(+g𝑃)𝑞))
6944, 54, 24, 68syl3anc 1374 . . . . . . . . 9 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝑞(+g𝑃)𝑝) = (𝑝(+g𝑃)𝑞))
7069fveq2d 6846 . . . . . . . 8 (((((((𝜑𝑎𝑈) ∧ 𝑏𝑈) ∧ 𝑝𝑈) ∧ 𝑞𝑈) ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑝)) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑞(+g𝑃)𝑝)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞)))
7148, 67, 703eqtrd 2776 . . . . . . 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 583 . . . 4 (((𝜑 ∧ (𝑎𝑈𝑏𝑈)) ∧ (𝑝𝑈𝑞𝑈)) → (((𝐹𝑎) = (𝐹𝑝) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞))))
75743impa 1110 . . 3 ((𝜑 ∧ (𝑎𝑈𝑏𝑈) ∧ (𝑝𝑈𝑞𝑈)) → (((𝐹𝑎) = (𝐹𝑝) ∧ (𝐹𝑏) = (𝐹𝑞)) → (𝐹‘(𝑎(+g𝑃)𝑏)) = (𝐹‘(𝑝(+g𝑃)𝑞))))
76 eqid 2737 . . 3 (Scalar‘𝑃) = (Scalar‘𝑃)
77 eqid 2737 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑃)) = (Base‘(Scalar‘𝑃))
78 simplr 769 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏))
79 simpr2 1197 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑎𝑈)
80 ovexd 7403 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑎𝐸𝑀) ∈ V)
8112, 20, 79, 80fvmptd3 6973 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹𝑎) = (𝑎𝐸𝑀))
82 simpr3 1198 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑏𝑈)
83 ovexd 7403 . . . . . . . . . 10 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑏𝐸𝑀) ∈ V)
8412, 50, 82, 83fvmptd3 6973 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹𝑏) = (𝑏𝐸𝑀))
8578, 81, 843eqtr3d 2780 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑎𝐸𝑀) = (𝑏𝐸𝑀))
8685oveq2d 7384 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑘( ·𝑠𝑃)(𝑎𝐸𝑀)) = (𝑘( ·𝑠𝑃)(𝑏𝐸𝑀)))
872ad2antrr 727 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑅 ∈ Ring)
885ad2antrr 727 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑀𝑁)
89 eqid 2737 . . . . . . . 8 ( ·𝑠𝑃) = ( ·𝑠𝑃)
90 eqid 2737 . . . . . . . 8 (Base‘𝑅) = (Base‘𝑅)
91 simpr1 1196 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)))
928ply1sca 22205 . . . . . . . . . . . 12 (𝑅 ∈ Ring → 𝑅 = (Scalar‘𝑃))
932, 92syl 17 . . . . . . . . . . 11 (𝜑𝑅 = (Scalar‘𝑃))
9493fveq2d 6846 . . . . . . . . . 10 (𝜑 → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
9594ad2antrr 727 . . . . . . . . 9 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (Base‘𝑅) = (Base‘(Scalar‘𝑃)))
9691, 95eleqtrrd 2840 . . . . . . . 8 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → 𝑘 ∈ (Base‘𝑅))
978, 1, 9, 7, 87, 79, 88, 89, 90, 96r1pvsca 33697 . . . . . . 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 33697 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀) = (𝑘( ·𝑠𝑃)(𝑏𝐸𝑀)))
9986, 97, 983eqtr4d 2782 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
100 oveq1 7375 . . . . . . 7 (𝑓 = (𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀))
1018ply1lmod 22204 . . . . . . . . 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 20842 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎) ∈ 𝑈)
104 ovexd 7403 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀) ∈ V)
10512, 100, 103, 104fvmptd3 6973 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)𝐸𝑀))
106 oveq1 7375 . . . . . . 7 (𝑓 = (𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏) → (𝑓𝐸𝑀) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
1071, 76, 89, 77, 102, 91, 82lmodvscld 20842 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏) ∈ 𝑈)
108 ovexd 7403 . . . . . . 7 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀) ∈ V)
10912, 106, 107, 108fvmptd3 6973 . . . . . 6 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)) = ((𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)𝐸𝑀))
11099, 105, 1093eqtr4d 2782 . . . . 5 (((𝜑 ∧ (𝐹𝑎) = (𝐹𝑏)) ∧ (𝑘 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑃)) ∧ 𝑎𝑈𝑏𝑈)) → (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑎)) = (𝐹‘(𝑘( ·𝑠𝑃)𝑏)))
111110an32s 653 . . . 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 33449 . 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 1087   = wceq 1542  wcel 2114  Vcvv 3442  cmpt 5181  cfv 6500  (class class class)co 7368  Basecbs 17148  +gcplusg 17189  Scalarcsca 17192   ·𝑠 cvsca 17193  s cimas 17437  Grpcgrp 18875  Abelcabl 19722  Ringcrg 20180  LModclmod 20823   LMHom clmhm 20983  Poly1cpl1 22129  Unic1pcuc1p 26100  rem1pcr1p 26102
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 5226  ax-sep 5243  ax-nul 5253  ax-pow 5312  ax-pr 5379  ax-un 7690  ax-cnex 11094  ax-resscn 11095  ax-1cn 11096  ax-icn 11097  ax-addcl 11098  ax-addrcl 11099  ax-mulcl 11100  ax-mulrcl 11101  ax-mulcom 11102  ax-addass 11103  ax-mulass 11104  ax-distr 11105  ax-i2m1 11106  ax-1ne0 11107  ax-1rid 11108  ax-rnegex 11109  ax-rrecex 11110  ax-cnre 11111  ax-pre-lttri 11112  ax-pre-lttrn 11113  ax-pre-ltadd 11114  ax-pre-mulgt0 11115  ax-pre-sup 11116  ax-addf 11117
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 3352  df-reu 3353  df-rab 3402  df-v 3444  df-sbc 3743  df-csb 3852  df-dif 3906  df-un 3908  df-in 3910  df-ss 3920  df-pss 3923  df-nul 4288  df-if 4482  df-pw 4558  df-sn 4583  df-pr 4585  df-tp 4587  df-op 4589  df-uni 4866  df-int 4905  df-iun 4950  df-iin 4951  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5527  df-eprel 5532  df-po 5540  df-so 5541  df-fr 5585  df-se 5586  df-we 5587  df-xp 5638  df-rel 5639  df-cnv 5640  df-co 5641  df-dm 5642  df-rn 5643  df-res 5644  df-ima 5645  df-pred 6267  df-ord 6328  df-on 6329  df-lim 6330  df-suc 6331  df-iota 6456  df-fun 6502  df-fn 6503  df-f 6504  df-f1 6505  df-fo 6506  df-f1o 6507  df-fv 6508  df-isom 6509  df-riota 7325  df-ov 7371  df-oprab 7372  df-mpo 7373  df-of 7632  df-ofr 7633  df-om 7819  df-1st 7943  df-2nd 7944  df-supp 8113  df-tpos 8178  df-frecs 8233  df-wrecs 8264  df-recs 8313  df-rdg 8351  df-1o 8407  df-2o 8408  df-er 8645  df-map 8777  df-pm 8778  df-ixp 8848  df-en 8896  df-dom 8897  df-sdom 8898  df-fin 8899  df-fsupp 9277  df-sup 9357  df-inf 9358  df-oi 9427  df-card 9863  df-pnf 11180  df-mnf 11181  df-xr 11182  df-ltxr 11183  df-le 11184  df-sub 11378  df-neg 11379  df-nn 12158  df-2 12220  df-3 12221  df-4 12222  df-5 12223  df-6 12224  df-7 12225  df-8 12226  df-9 12227  df-n0 12414  df-z 12501  df-dec 12620  df-uz 12764  df-fz 13436  df-fzo 13583  df-seq 13937  df-hash 14266  df-struct 17086  df-sets 17103  df-slot 17121  df-ndx 17133  df-base 17149  df-ress 17170  df-plusg 17202  df-mulr 17203  df-starv 17204  df-sca 17205  df-vsca 17206  df-ip 17207  df-tset 17208  df-ple 17209  df-ds 17211  df-unif 17212  df-hom 17213  df-cco 17214  df-0g 17373  df-gsum 17374  df-prds 17379  df-pws 17381  df-imas 17441  df-mre 17517  df-mrc 17518  df-acs 17520  df-mgm 18577  df-sgrp 18656  df-mnd 18672  df-mhm 18720  df-submnd 18721  df-grp 18878  df-minusg 18879  df-sbg 18880  df-mulg 19010  df-subg 19065  df-ghm 19154  df-cntz 19258  df-cmn 19723  df-abl 19724  df-mgp 20088  df-rng 20100  df-ur 20129  df-ring 20182  df-cring 20183  df-oppr 20285  df-dvdsr 20305  df-unit 20306  df-invr 20336  df-subrng 20491  df-subrg 20515  df-rlreg 20639  df-lmod 20825  df-lss 20895  df-lmhm 20986  df-cnfld 21322  df-psr 21877  df-mvr 21878  df-mpl 21879  df-opsr 21881  df-psr1 22132  df-vr1 22133  df-ply1 22134  df-coe1 22135  df-mdeg 26028  df-deg1 26029  df-uc1p 26105  df-q1p 26106  df-r1p 26107
This theorem is referenced by:  r1pquslmic  33703  algextdeglem8  33901
  Copyright terms: Public domain W3C validator