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

Theorem reslmhm2b 20314
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 2740 . . 3 (Base‘𝑆) = (Base‘𝑆)
2 eqid 2740 . . 3 ( ·𝑠𝑆) = ( ·𝑠𝑆)
3 eqid 2740 . . 3 ( ·𝑠𝑈) = ( ·𝑠𝑈)
4 eqid 2740 . . 3 (Scalar‘𝑆) = (Scalar‘𝑆)
5 eqid 2740 . . 3 (Scalar‘𝑈) = (Scalar‘𝑈)
6 eqid 2740 . . 3 (Base‘(Scalar‘𝑆)) = (Base‘(Scalar‘𝑆))
7 lmhmlmod1 20293 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝑆 ∈ LMod)
87adantl 482 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑆 ∈ LMod)
9 simpl1 1190 . . . 4 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑇 ∈ LMod)
10 simpl2 1191 . . . 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 20220 . . . 4 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝑈 ∈ LMod)
149, 10, 13syl2anc 584 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝑈 ∈ LMod)
15 eqid 2740 . . . . . 6 (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑇)
1611, 15resssca 17051 . . . . 5 (𝑋𝐿 → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑈))
17163ad2ant2 1133 . . . 4 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑈))
184, 15lmhmsca 20290 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → (Scalar‘𝑇) = (Scalar‘𝑆))
1917, 18sylan9req 2801 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → (Scalar‘𝑈) = (Scalar‘𝑆))
20 lmghm 20291 . . . 4 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇))
2112lsssubg 20217 . . . . . 6 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝑋 ∈ (SubGrp‘𝑇))
2211resghm2b 18850 . . . . . 6 ((𝑋 ∈ (SubGrp‘𝑇) ∧ ran 𝐹𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↔ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈)))
2321, 22stoic3 1783 . . . . 5 ((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) → (𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇) ↔ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈)))
2423biimpa 477 . . . 4 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈))
2520, 24sylan2 593 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 GrpHom 𝑈))
26 eqid 2740 . . . . . . 7 ( ·𝑠𝑇) = ( ·𝑠𝑇)
274, 6, 1, 2, 26lmhmlin 20295 . . . . . 6 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ 𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆)) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
28273expb 1119 . . . . 5 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → (𝐹‘(𝑥( ·𝑠𝑆)𝑦)) = (𝑥( ·𝑠𝑇)(𝐹𝑦)))
2928adantll 711 . . . 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 1212 . . . . 5 ((((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) ∧ (𝑥 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑆)) ∧ 𝑦 ∈ (Base‘𝑆))) → 𝑋𝐿)
3111, 26ressvsca 17052 . . . . . 6 (𝑋𝐿 → ( ·𝑠𝑇) = ( ·𝑠𝑈))
3231oveqd 7288 . . . . 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 2780 . . 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 20299 . 2 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈))
36 simpr 485 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈))
37 simpl1 1190 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝑇 ∈ LMod)
38 simpl2 1191 . . 3 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝑋𝐿)
3911, 12reslmhm2 20313 . . 3 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈) ∧ 𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
4036, 37, 38, 39syl3anc 1370 . 2 (((𝑇 ∈ LMod ∧ 𝑋𝐿 ∧ ran 𝐹𝑋) ∧ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑈)) → 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
4135, 40impbida 798 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 205  wa 396  w3a 1086   = wceq 1542  wcel 2110  wss 3892  ran crn 5591  cfv 6432  (class class class)co 7271  Basecbs 16910  s cress 16939  Scalarcsca 16963   ·𝑠 cvsca 16964  SubGrpcsubg 18747   GrpHom cghm 18829  LModclmod 20121  LSubSpclss 20191   LMHom clmhm 20279
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1802  ax-4 1816  ax-5 1917  ax-6 1975  ax-7 2015  ax-8 2112  ax-9 2120  ax-10 2141  ax-11 2158  ax-12 2175  ax-ext 2711  ax-rep 5214  ax-sep 5227  ax-nul 5234  ax-pow 5292  ax-pr 5356  ax-un 7582  ax-cnex 10928  ax-resscn 10929  ax-1cn 10930  ax-icn 10931  ax-addcl 10932  ax-addrcl 10933  ax-mulcl 10934  ax-mulrcl 10935  ax-mulcom 10936  ax-addass 10937  ax-mulass 10938  ax-distr 10939  ax-i2m1 10940  ax-1ne0 10941  ax-1rid 10942  ax-rnegex 10943  ax-rrecex 10944  ax-cnre 10945  ax-pre-lttri 10946  ax-pre-lttrn 10947  ax-pre-ltadd 10948  ax-pre-mulgt0 10949
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 845  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1545  df-fal 1555  df-ex 1787  df-nf 1791  df-sb 2072  df-mo 2542  df-eu 2571  df-clab 2718  df-cleq 2732  df-clel 2818  df-nfc 2891  df-ne 2946  df-nel 3052  df-ral 3071  df-rex 3072  df-reu 3073  df-rmo 3074  df-rab 3075  df-v 3433  df-sbc 3721  df-csb 3838  df-dif 3895  df-un 3897  df-in 3899  df-ss 3909  df-pss 3911  df-nul 4263  df-if 4466  df-pw 4541  df-sn 4568  df-pr 4570  df-op 4574  df-uni 4846  df-iun 4932  df-br 5080  df-opab 5142  df-mpt 5163  df-tr 5197  df-id 5490  df-eprel 5496  df-po 5504  df-so 5505  df-fr 5545  df-we 5547  df-xp 5596  df-rel 5597  df-cnv 5598  df-co 5599  df-dm 5600  df-rn 5601  df-res 5602  df-ima 5603  df-pred 6201  df-ord 6268  df-on 6269  df-lim 6270  df-suc 6271  df-iota 6390  df-fun 6434  df-fn 6435  df-f 6436  df-f1 6437  df-fo 6438  df-f1o 6439  df-fv 6440  df-riota 7228  df-ov 7274  df-oprab 7275  df-mpo 7276  df-om 7707  df-1st 7824  df-2nd 7825  df-frecs 8088  df-wrecs 8119  df-recs 8193  df-rdg 8232  df-er 8481  df-map 8600  df-en 8717  df-dom 8718  df-sdom 8719  df-pnf 11012  df-mnf 11013  df-xr 11014  df-ltxr 11015  df-le 11016  df-sub 11207  df-neg 11208  df-nn 11974  df-2 12036  df-3 12037  df-4 12038  df-5 12039  df-6 12040  df-sets 16863  df-slot 16881  df-ndx 16893  df-base 16911  df-ress 16940  df-plusg 16973  df-sca 16976  df-vsca 16977  df-0g 17150  df-mgm 18324  df-sgrp 18373  df-mnd 18384  df-mhm 18428  df-submnd 18429  df-grp 18578  df-minusg 18579  df-sbg 18580  df-subg 18750  df-ghm 18830  df-mgp 19719  df-ur 19736  df-ring 19783  df-lmod 20123  df-lss 20192  df-lmhm 20282
This theorem is referenced by:  pj1lmhm2  20361  frlmsplit2  20978  dimkerim  31704
  Copyright terms: Public domain W3C validator