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

Theorem reslmhm2b 21023
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 2737 . . 3 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2 eqid 2737 . . 3 ( ·𝑠𝑆) = ( ·𝑠𝑆)
3 eqid 2737 . . 3 ( ·𝑠𝑈) = ( ·𝑠𝑈)
4 eqid 2737 . . 3 (Scalar‘𝑆) = (Scalar‘𝑆)
5 eqid 2737 . . 3 (Scalar‘𝑈) = (Scalar‘𝑈)
6 eqid 2737 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑆)) = (Base‘(Scalar‘𝑆))
7 lmhmlmod1 21002 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝑆 ∈ LMod)
87adantl 481 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑆 ∈ LMod)
9 simpl1 1193 . . . 4 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑇 ∈ LMod)
10 simpl2 1194 . . . 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 20928 . . . 4 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝑈 ∈ LMod)
149, 10, 13syl2anc 585 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑈 ∈ LMod)
15 eqid 2737 . . . . . 6 (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑇)
1611, 15resssca 17277 . . . . 5 (𝑋𝐿 → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑈))
17163ad2ant2 1135 . . . 4 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑈))
184, 15lmhmsca 20999 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑆))
1917, 18sylan9req 2793 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → (Scalar‘𝑈) = (Scalar‘𝑆))
20 lmghm 21000 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇))
2112lsssubg 20925 . . . . . 6 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝑋 ∈ (SubGrp‘𝑇))
2211resghm2b 19180 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ (SubGrp‘𝑇) ∧ ran 𝐹𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↔ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈)))
2321, 22stoic3 1778 . . . . 5 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↔ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈)))
2423biimpa 476 . . . 4 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈))
2520, 24sylan2 594 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈))
26 eqid 2737 . . . . . . 7 ( ·𝑠𝑇) = ( ·𝑠𝑇)
274, 6, 1, 2, 26lmhmlin 21004 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
28273expb 1121 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
2928adantll 715 . . . 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 1215 . . . . 5 ((((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑋𝐿)
3111, 26ressvsca 17278 . . . . . 6 (𝑋𝐿 → ( ·𝑠𝑇) = ( ·𝑠𝑈))
3231oveqd 7387 . . . . 5 (𝑋𝐿 → (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑈)(𝐹𝑦)))
3330, 32syl 17 . . . 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 2772 . . 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 21008 . 2 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈))
36 simpr 484 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈))
37 simpl1 1193 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝑇 ∈ LMod)
38 simpl2 1194 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝑋𝐿)
3911, 12reslmhm2 21022 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈) ∧ 𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
4036, 37, 38, 39syl3anc 1374 . 2 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
4135, 40impbida 801 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 206  wa 395  w3a 1087   = wceq 1542  wcel 2114  wss 3903  ran crn 5635  cfv 6502  (class class class)co 7370  Basecbs 17150  s cress 17171  Scalarcsca 17194   ·𝑠 cvsca 17195  SubGrpcsubg 19067   GrpHom cghm 19158  LModclmod 20828  LSubSpclss 20899   LMHom clmhm 20988
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-sep 5245  ax-nul 5255  ax-pow 5314  ax-pr 5381  ax-un 7692  ax-cnex 11096  ax-resscn 11097  ax-1cn 11098  ax-icn 11099  ax-addcl 11100  ax-addrcl 11101  ax-mulcl 11102  ax-mulrcl 11103  ax-mulcom 11104  ax-addass 11105  ax-mulass 11106  ax-distr 11107  ax-i2m1 11108  ax-1ne0 11109  ax-1rid 11110  ax-rnegex 11111  ax-rrecex 11112  ax-cnre 11113  ax-pre-lttri 11114  ax-pre-lttrn 11115  ax-pre-ltadd 11116  ax-pre-mulgt0 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-op 4589  df-uni 4866  df-iun 4950  df-br 5101  df-opab 5163  df-mpt 5182  df-tr 5208  df-id 5529  df-eprel 5534  df-po 5542  df-so 5543  df-fr 5587  df-we 5589  df-xp 5640  df-rel 5641  df-cnv 5642  df-co 5643  df-dm 5644  df-rn 5645  df-res 5646  df-ima 5647  df-pred 6269  df-ord 6330  df-on 6331  df-lim 6332  df-suc 6333  df-iota 6458  df-fun 6504  df-fn 6505  df-f 6506  df-f1 6507  df-fo 6508  df-f1o 6509  df-fv 6510  df-riota 7327  df-ov 7373  df-oprab 7374  df-mpo 7375  df-om 7821  df-1st 7945  df-2nd 7946  df-frecs 8235  df-wrecs 8266  df-recs 8315  df-rdg 8353  df-er 8647  df-map 8779  df-en 8898  df-dom 8899  df-sdom 8900  df-pnf 11182  df-mnf 11183  df-xr 11184  df-ltxr 11185  df-le 11186  df-sub 11380  df-neg 11381  df-nn 12160  df-2 12222  df-3 12223  df-4 12224  df-5 12225  df-6 12226  df-sets 17105  df-slot 17123  df-ndx 17135  df-base 17151  df-ress 17172  df-plusg 17204  df-sca 17207  df-vsca 17208  df-0g 17375  df-mgm 18579  df-sgrp 18658  df-mnd 18674  df-mhm 18722  df-submnd 18723  df-grp 18883  df-minusg 18884  df-sbg 18885  df-subg 19070  df-ghm 19159  df-mgp 20093  df-ur 20134  df-ring 20187  df-lmod 20830  df-lss 20900  df-lmhm 20991
This theorem is referenced by:  pj1lmhm2  21070  frlmsplit2  21745  dimkerim  33811  algextdeglem2  33902
  Copyright terms: Public domain W3C validator