MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  reslmhm2b Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem reslmhm2b 21141
Description: Expansion of the codomain of a homomorphism. (Contributed by Stefan O'Rear, 3-Feb-2015.) (Revised by Mario Carneiro, 5-May-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
reslmhm2.u 𝑈 = (𝑇s 𝑋)
reslmhm2.l 𝐿 = (LSubSp‘𝑇)
Assertion
Ref Expression
reslmhm2b ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ↔ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)))

Proof of Theorem reslmhm2b
Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 eqid 2765 . . 3 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2 eqid 2765 . . 3 ( ·𝑠𝑆) = ( ·𝑠𝑆)
3 eqid 2765 . . 3 ( ·𝑠𝑈) = ( ·𝑠𝑈)
4 eqid 2765 . . 3 (Scalar‘𝑆) = (Scalar‘𝑆)
5 eqid 2765 . . 3 (Scalar‘𝑈) = (Scalar‘𝑈)
6 eqid 2765 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑆)) = (Base‘(Scalar‘𝑆))
7 lmhmlmod1 21120 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝑆 ∈ LMod)
87adantl 486 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑆 ∈ LMod)
9 simpl1 1208 . . . 4 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑇 ∈ LMod)
10 simpl2 1209 . . . 4 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑋𝐿)
11 reslmhm2.u . . . . 5 𝑈 = (𝑇s 𝑋)
12 reslmhm2.l . . . . 5 𝐿 = (LSubSp‘𝑇)
1311, 12lsslmod 21047 . . . 4 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝑈 ∈ LMod)
149, 10, 13syl2anc 595 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑈 ∈ LMod)
15 eqid 2765 . . . . . 6 (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑇)
1611, 15resssca 17384 . . . . 5 (𝑋𝐿 → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑈))
17163ad2ant2 1150 . . . 4 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑈))
184, 15lmhmsca 21117 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑆))
1917, 18sylan9req 2821 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → (Scalar‘𝑈) = (Scalar‘𝑆))
20 lmghm 21118 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇))
2112lsssubg 21044 . . . . . 6 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝑋 ∈ (SubGrp‘𝑇))
2211resghm2b 19292 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ (SubGrp‘𝑇) ∧ ran 𝐹𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↔ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈)))
2321, 22stoic3 1799 . . . . 5 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↔ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈)))
2423biimpa 481 . . . 4 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈))
2520, 24sylan2 604 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈))
26 eqid 2765 . . . . . . 7 ( ·𝑠𝑇) = ( ·𝑠𝑇)
274, 6, 1, 2, 26lmhmlin 21122 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
28273expb 1136 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
2928adantll 726 . . . 4 ((((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
30 simpll2 1230 . . . . 5 ((((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑋𝐿)
3111, 26ressvsca 17385 . . . . . 6 (𝑋𝐿 → ( ·𝑠𝑇) = ( ·𝑠𝑈))
3231oveqd 7417 . . . . 5 (𝑋𝐿 → (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑈)(𝐹𝑦)))
3330, 32syl 18 . . . 4 ((((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑈)(𝐹𝑦)))
3429, 33eqtrd 2800 . . 3 ((((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑈)(𝐹𝑦)))
351, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 14, 19, 25, 34islmhmd 21126 . 2 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈))
36 simpr 489 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈))
37 simpl1 1208 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝑇 ∈ LMod)
38 simpl2 1209 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝑋𝐿)
3911, 12reslmhm2 21140 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈) ∧ 𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
4036, 37, 38, 39syl3anc 1394 . 2 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
4135, 40impbida 812 1 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ↔ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wb 209  wa 400  w3a 1101   = wceq 1563  wcel 2145  wss 3907  ran crn 5652  cfv 6525  (class class class)co 7400  Basecbs 17257  s cress 17278  Scalarcsca 17301   ·𝑠 cvsca 17302  SubGrpcsubg 19174   GrpHom cghm 19271  LModclmod 20947  LSubSpclss 21018   LMHom clmhm 21106
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1818  ax-4 1832  ax-5 1933  ax-6 1990  ax-7 2031  ax-8 2147  ax-9 2155  ax-10 2178  ax-11 2194  ax-12 2215  ax-ext 2737  ax-sep 5250  ax-nul 5260  ax-pow 5326  ax-pr 5394  ax-un 7722  ax-cnex 11144  ax-resscn 11145  ax-1cn 11146  ax-icn 11147  ax-addcl 11148  ax-addrcl 11149  ax-mulcl 11150  ax-mulrcl 11151  ax-mulcom 11152  ax-addass 11153  ax-mulass 11154  ax-distr 11155  ax-i2m1 11156  ax-1ne0 11157  ax-1rid 11158  ax-rnegex 11159  ax-rrecex 11160  ax-cnre 11161  ax-pre-lttri 11162  ax-pre-lttrn 11163  ax-pre-ltadd 11164  ax-pre-mulgt0 11165
This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1566  df-fal 1576  df-ex 1803  df-nf 1807  df-sb 2094  df-mo 2569  df-eu 2599  df-clab 2744  df-cleq 2757  df-clel 2840  df-nfc 2914  df-ne 2961  df-nel 3065  df-ral 3080  df-rex 3090  df-rmo 3370  df-reu 3371  df-rab 3418  df-v 3459  df-sbc 3748  df-csb 3856  df-dif 3910  df-un 3912  df-in 3914  df-ss 3924  df-pss 3927  df-nul 4289  df-if 4484  df-pw 4560  df-sn 4586  df-pr 4588  df-op 4592  df-uni 4868  df-iun 4953  df-br 5105  df-opab 5167  df-mpt 5186  df-tr 5212  df-id 5546  df-eprel 5551  df-po 5559  df-so 5560  df-fr 5604  df-we 5606  df-xp 5657  df-rel 5658  df-cnv 5659  df-co 5660  df-dm 5661  df-rn 5662  df-res 5663  df-ima 5664  df-pred 6291  df-ord 6352  df-on 6353  df-lim 6354  df-suc 6355  df-iota 6481  df-fun 6527  df-fn 6528  df-f 6529  df-f1 6530  df-fo 6531  df-f1o 6532  df-fv 6533  df-riota 7357  df-ov 7403  df-oprab 7404  df-mpo 7405  df-om 7851  df-1st 7974  df-2nd 7975  df-frecs 8266  df-wrecs 8297  df-recs 8346  df-rdg 8385  df-er 8682  df-map 8814  df-en 8932  df-dom 8933  df-sdom 8934  df-pnf 11233  df-mnf 11234  df-xr 11235  df-ltxr 11236  df-le 11237  df-sub 11431  df-neg 11432  df-nn 12222  df-2 12291  df-3 12292  df-4 12293  df-5 12294  df-6 12295  df-sets 17212  df-slot 17230  df-ndx 17242  df-base 17258  df-ress 17279  df-plusg 17311  df-sca 17314  df-vsca 17315  df-0g 17482  df-mgm 18686  df-sgrp 18765  df-mnd 18781  df-mhm 18829  df-submnd 18830  df-grp 18991  df-minusg 18992  df-sbg 18993  df-subg 19177  df-ghm 19272  df-mgp 20205  df-ur 20252  df-ring 20305  df-lmod 20949  df-lss 21019  df-lmhm 21109
This theorem is referenced by:  pj1lmhm2  21188  frlmsplit2  21880  dimkerim  33929  algextdeglem2  34020
  Copyright terms: Public domain W3C validator