Theorem zlmodzxzldep 49168

Description: { A , B } is a linearly dependent set within the ℤ-module ℤ × ℤ (see example in [Roman] p. 112). (Contributed by AV, 22-May-2019.) (Revised by AV, 10-Jun-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
zlmodzxzldep.z	⊢ 𝑍 = (ℤring freeLMod {0, 1})
zlmodzxzldep.a	⊢ 𝐴 = {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩}
zlmodzxzldep.b	⊢ 𝐵 = {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩}

Assertion

Ref	Expression
zlmodzxzldep	⊢ {𝐴, 𝐵} linDepS 𝑍

Proof of Theorem zlmodzxzldep

Dummy variables 𝑥 𝑦 are mutually distinct and distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		zlmodzxzldep.z	. . . 4 ⊢ 𝑍 = (ℤring freeLMod {0, 1})
2		zlmodzxzldep.a	. . . 4 ⊢ 𝐴 = {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩}
3		zlmodzxzldep.b	. . . 4 ⊢ 𝐵 = {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩}
4		eqid 2769	. . . 4 ⊢ {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}
5	1, 2, 3, 4	zlmodzxzldeplem1 49164	. . 3 ⊢ {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} ∈ (ℤ ↑m {𝐴, 𝐵})
6	1, 2, 3, 4	zlmodzxzldeplem2 49165	. . . 4 ⊢ {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} finSupp 0
7	1, 2, 3, 4	zlmodzxzldeplem3 49166	. . . 4 ⊢ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} ( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍)
8	1, 2, 3, 4	zlmodzxzldeplem4 49167	. . . 4 ⊢ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝑦) ≠ 0
9	6, 7, 8	3pm3.2i 1356	. . 3 ⊢ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} finSupp 0 ∧ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} ( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ∧ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝑦) ≠ 0)
10		breq1 5116	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} → (𝑥 finSupp 0 ↔ {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} finSupp 0))
11		oveq1 7418	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} → (𝑥( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} ( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}))
12	11	eqeq1d 2771	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} → ((𝑥( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ↔ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} ( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍)))
13		fveq1 6881	. . . . . . 7 ⊢ (𝑥 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} → (𝑥‘𝑦) = ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝑦))
14	13	neeq1d 3023	. . . . . 6 ⊢ (𝑥 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} → ((𝑥‘𝑦) ≠ 0 ↔ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝑦) ≠ 0))
15	14	rexbidv 3195	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} → (∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} (𝑥‘𝑦) ≠ 0 ↔ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝑦) ≠ 0))
16	10, 12, 15	3anbi123d 1462	. . . 4 ⊢ (𝑥 = {⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} → ((𝑥 finSupp 0 ∧ (𝑥( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ∧ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} (𝑥‘𝑦) ≠ 0) ↔ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} finSupp 0 ∧ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} ( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ∧ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝑦) ≠ 0)))
17	16	rspcev 3590	. . 3 ⊢ (({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} ∈ (ℤ ↑m {𝐴, 𝐵}) ∧ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} finSupp 0 ∧ ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩} ( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ∧ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} ({⟨𝐴, 2⟩, ⟨𝐵, -3⟩}‘𝑦) ≠ 0)) → ∃𝑥 ∈ (ℤ ↑m {𝐴, 𝐵})(𝑥 finSupp 0 ∧ (𝑥( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ∧ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} (𝑥‘𝑦) ≠ 0))
18	5, 9, 17	mp2an 704	. 2 ⊢ ∃𝑥 ∈ (ℤ ↑m {𝐴, 𝐵})(𝑥 finSupp 0 ∧ (𝑥( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ∧ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} (𝑥‘𝑦) ≠ 0)
19		ovex 7444	. . . 4 ⊢ (ℤring freeLMod {0, 1}) ∈ V
20	1, 19	eqeltri 2865	. . 3 ⊢ 𝑍 ∈ V
21		3z 12626	. . . . . 6 ⊢ 3 ∈ ℤ
22		6nn 12329	. . . . . . 7 ⊢ 6 ∈ ℕ
23	22	nnzi 12617	. . . . . 6 ⊢ 6 ∈ ℤ
24	1	zlmodzxzel 49019	. . . . . 6 ⊢ ((3 ∈ ℤ ∧ 6 ∈ ℤ) → {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩} ∈ (Base‘𝑍))
25	21, 23, 24	mp2an 704	. . . . 5 ⊢ {⟨0, 3⟩, ⟨1, 6⟩} ∈ (Base‘𝑍)
26	2, 25	eqeltri 2865	. . . 4 ⊢ 𝐴 ∈ (Base‘𝑍)
27		2z 12625	. . . . . 6 ⊢ 2 ∈ ℤ
28		4z 12627	. . . . . 6 ⊢ 4 ∈ ℤ
29	1	zlmodzxzel 49019	. . . . . 6 ⊢ ((2 ∈ ℤ ∧ 4 ∈ ℤ) → {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩} ∈ (Base‘𝑍))
30	27, 28, 29	mp2an 704	. . . . 5 ⊢ {⟨0, 2⟩, ⟨1, 4⟩} ∈ (Base‘𝑍)
31	3, 30	eqeltri 2865	. . . 4 ⊢ 𝐵 ∈ (Base‘𝑍)
32		prelpwi 5429	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ (Base‘𝑍) ∧ 𝐵 ∈ (Base‘𝑍)) → {𝐴, 𝐵} ∈ 𝒫 (Base‘𝑍))
33	26, 31, 32	mp2an 704	. . 3 ⊢ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝒫 (Base‘𝑍)
34		eqid 2769	. . . 4 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
35		eqid 2769	. . . 4 ⊢ (0g‘𝑍) = (0g‘𝑍)
36	1	zlmodzxzlmod 49018	. . . . 5 ⊢ (𝑍 ∈ LMod ∧ ℤring = (Scalar‘𝑍))
37	36	simpri 490	. . . 4 ⊢ ℤring = (Scalar‘𝑍)
38		zringbas 21571	. . . 4 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
39		zring0 21576	. . . 4 ⊢ 0 = (0g‘ℤring)
40	34, 35, 37, 38, 39	islindeps 49117	. . 3 ⊢ ((𝑍 ∈ V ∧ {𝐴, 𝐵} ∈ 𝒫 (Base‘𝑍)) → ({𝐴, 𝐵} linDepS 𝑍 ↔ ∃𝑥 ∈ (ℤ ↑m {𝐴, 𝐵})(𝑥 finSupp 0 ∧ (𝑥( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ∧ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} (𝑥‘𝑦) ≠ 0)))
41	20, 33, 40	mp2an 704	. 2 ⊢ ({𝐴, 𝐵} linDepS 𝑍 ↔ ∃𝑥 ∈ (ℤ ↑m {𝐴, 𝐵})(𝑥 finSupp 0 ∧ (𝑥( linC ‘𝑍){𝐴, 𝐵}) = (0g‘𝑍) ∧ ∃𝑦 ∈ {𝐴, 𝐵} (𝑥‘𝑦) ≠ 0))
42	18, 41	mpbir 234	1 ⊢ {𝐴, 𝐵} linDepS 𝑍

Syntax hints:   ↔ wb 209   ∧ w3a 1101   = wceq 1567   ∈ wcel 2149   ≠ wne 2964  ∃wrex 3095  Vcvv 3463  𝒫 cpw 4567  {cpr 4596  ⟨cop 4600   class class class wbr 5113  ‘cfv 6537  (class class class)co 7411   ↑_m cmap 8823   finSupp cfsupp 9320  0cc0 11099  1c1 11100  -cneg 11441  2c2 12294  3c3 12295  4c4 12296  6c6 12298  ℤcz 12590  Basecbs 17268  Scalarcsca 17312  0_gc0g 17491  LModclmod 20958  ℤ_ringczring 21564   freeLMod cfrlm 21864   linC clinc 49068   linDepS clindeps 49105

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1822  ax-4 1836  ax-5 1937  ax-6 1994  ax-7 2035  ax-8 2151  ax-9 2159  ax-10 2182  ax-11 2198  ax-12 2219  ax-ext 2741  ax-rep 5242  ax-sep 5261  ax-nul 5271  ax-pow 5337  ax-pr 5405  ax-un 7733  ax-cnex 11155  ax-resscn 11156  ax-1cn 11157  ax-icn 11158  ax-addcl 11159  ax-addrcl 11160  ax-mulcl 11161  ax-mulrcl 11162  ax-mulcom 11163  ax-addass 11164  ax-mulass 11165  ax-distr 11166  ax-i2m1 11167  ax-1ne0 11168  ax-1rid 11169  ax-rnegex 11170  ax-rrecex 11171  ax-cnre 11172  ax-pre-lttri 11173  ax-pre-lttrn 11174  ax-pre-ltadd 11175  ax-pre-mulgt0 11176  ax-addf 11178  ax-mulf 11179

This theorem depends on definitions:  df-bi 210  df-an 401  df-or 861  df-3or 1102  df-3an 1103  df-tru 1570  df-fal 1580  df-ex 1807  df-nf 1811  df-sb 2098  df-mo 2573  df-eu 2603  df-clab 2748  df-cleq 2761  df-clel 2844  df-nfc 2918  df-ne 2965  df-nel 3071  df-ral 3086  df-rex 3096  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3424  df-v 3465  df-sbc 3754  df-csb 3862  df-dif 3916  df-un 3918  df-in 3920  df-ss 3930  df-pss 3933  df-nul 4295  df-if 4493  df-pw 4569  df-sn 4595  df-pr 4597  df-tp 4599  df-op 4601  df-uni 4877  df-int 4917  df-iun 4962  df-iin 4963  df-br 5114  df-opab 5178  df-mpt 5197  df-tr 5223  df-id 5557  df-eprel 5562  df-po 5570  df-so 5571  df-fr 5615  df-se 5616  df-we 5617  df-xp 5668  df-rel 5669  df-cnv 5670  df-co 5671  df-dm 5672  df-rn 5673  df-res 5674  df-ima 5675  df-pred 6303  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6493  df-fun 6539  df-fn 6540  df-f 6541  df-f1 6542  df-fo 6543  df-f1o 6544  df-fv 6545  df-isom 6546  df-riota 7368  df-ov 7414  df-oprab 7415  df-mpo 7416  df-of 7675  df-om 7862  df-1st 7985  df-2nd 7986  df-supp 8156  df-frecs 8277  df-wrecs 8308  df-recs 8357  df-rdg 8396  df-1o 8452  df-2o 8453  df-er 8693  df-map 8825  df-ixp 8895  df-en 8943  df-dom 8944  df-sdom 8945  df-fin 8946  df-fsupp 9321  df-sup 9401  df-oi 9471  df-card 9924  df-pnf 11244  df-mnf 11245  df-xr 11246  df-ltxr 11247  df-le 11248  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12233  df-2 12302  df-3 12303  df-4 12304  df-5 12305  df-6 12306  df-7 12307  df-8 12308  df-9 12309  df-n0 12504  df-z 12591  df-dec 12711  df-uz 12862  df-fz 13535  df-fzo 13682  df-seq 14037  df-hash 14366  df-struct 17206  df-sets 17223  df-slot 17241  df-ndx 17253  df-base 17269  df-ress 17290  df-plusg 17322  df-mulr 17323  df-starv 17324  df-sca 17325  df-vsca 17326  df-ip 17327  df-tset 17328  df-ple 17329  df-ds 17331  df-unif 17332  df-hom 17333  df-cco 17334  df-0g 17493  df-gsum 17494  df-prds 17499  df-pws 17501  df-mre 17637  df-mrc 17638  df-acs 17640  df-mgm 18697  df-sgrp 18776  df-mnd 18792  df-submnd 18841  df-grp 19002  df-minusg 19003  df-sbg 19004  df-mulg 19133  df-subg 19188  df-cntz 19386  df-cmn 19851  df-abl 19852  df-mgp 20216  df-rng 20230  df-ur 20263  df-ring 20316  df-cring 20317  df-subrng 20630  df-subrg 20654  df-lmod 20960  df-lss 21030  df-sra 21271  df-rgmod 21272  df-cnfld 21491  df-zring 21565  df-dsmm 21850  df-frlm 21865  df-linc 49070  df-lininds 49106  df-lindeps 49108

This theorem is referenced by:  ldepsnlinc  49172