Theorem zlmodzxzscm 48332

Description: The scalar multiplication of the ℤ-module ℤ × ℤ. (Contributed by AV, 20-May-2019.) (Revised by AV, 10-Jun-2019.)

Hypotheses

Ref	Expression
zlmodzxz.z	⊢ 𝑍 = (ℤring freeLMod {0, 1})
zlmodzxzscm.t	⊢ ∙ = ( ·𝑠 ‘𝑍)

Assertion

Ref	Expression
zlmodzxzscm	⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐴 ∙ {⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}) = {⟨0, (𝐴 · 𝐵)⟩, ⟨1, (𝐴 · 𝐶)⟩})

Proof of Theorem zlmodzxzscm

Dummy variable 𝑥 is distinct from all other variables.

Step	Hyp	Ref	Expression
1		prex 5407	. . . 4 ⊢ {0, 1} ∈ V
2	1	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → {0, 1} ∈ V)
3		fnconstg 6766	. . . 4 ⊢ (𝐴 ∈ ℤ → ({0, 1} × {𝐴}) Fn {0, 1})
4	3	3ad2ant1 1133	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → ({0, 1} × {𝐴}) Fn {0, 1})
5		c0ex 11229	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ V
6		1ex 11231	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ V
7	5, 6	pm3.2i 470	. . . . 5 ⊢ (0 ∈ V ∧ 1 ∈ V)
8	7	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (0 ∈ V ∧ 1 ∈ V))
9		3simpc 1150	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ))
10		0ne1 12311	. . . . 5 ⊢ 0 ≠ 1
11	10	a1i 11	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → 0 ≠ 1)
12		fnprg 6595	. . . 4 ⊢ (((0 ∈ V ∧ 1 ∈ V) ∧ (𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ 0 ≠ 1) → {⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩} Fn {0, 1})
13	8, 9, 11, 12	syl3anc 1373	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → {⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩} Fn {0, 1})
14	2, 4, 13	offvalfv 7693	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (({0, 1} × {𝐴}) ∘f (.r‘ℤring){⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}) = (𝑥 ∈ {0, 1} ↦ ((({0, 1} × {𝐴})‘𝑥)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘𝑥))))
15		zlmodzxz.z	. . 3 ⊢ 𝑍 = (ℤring freeLMod {0, 1})
16		eqid 2735	. . 3 ⊢ (Base‘𝑍) = (Base‘𝑍)
17		eqid 2735	. . 3 ⊢ (Base‘ℤring) = (Base‘ℤring)
18		simp1 1136	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ ℤ)
19		zringbas 21414	. . . 4 ⊢ ℤ = (Base‘ℤring)
20	18, 19	eleqtrdi 2844	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → 𝐴 ∈ (Base‘ℤring))
21	15	zlmodzxzel 48330	. . . 4 ⊢ ((𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → {⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩} ∈ (Base‘𝑍))
22	21	3adant1 1130	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → {⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩} ∈ (Base‘𝑍))
23		zlmodzxzscm.t	. . 3 ⊢ ∙ = ( ·𝑠 ‘𝑍)
24		eqid 2735	. . 3 ⊢ (.r‘ℤring) = (.r‘ℤring)
25	15, 16, 17, 2, 20, 22, 23, 24	frlmvscafval 21726	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐴 ∙ {⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}) = (({0, 1} × {𝐴}) ∘f (.r‘ℤring){⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}))
26	5	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → 0 ∈ V)
27	6	a1i 11	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → 1 ∈ V)
28		ovexd 7440	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐴 · 𝐵) ∈ V)
29		ovexd 7440	. . 3 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐴 · 𝐶) ∈ V)
30		fveq2 6876	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 0 → (({0, 1} × {𝐴})‘𝑥) = (({0, 1} × {𝐴})‘0))
31		fveq2 6876	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 0 → ({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘𝑥) = ({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘0))
32	30, 31	oveq12d 7423	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 0 → ((({0, 1} × {𝐴})‘𝑥)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘𝑥)) = ((({0, 1} × {𝐴})‘0)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘0)))
33		zringmulr 21418	. . . . . . 7 ⊢ · = (.r‘ℤring)
34	33	eqcomi 2744	. . . . . 6 ⊢ (.r‘ℤring) = ·
35	34	a1i 11	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (.r‘ℤring) = · )
36	5	prid1 4738	. . . . . 6 ⊢ 0 ∈ {0, 1}
37		fvconst2g 7194	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 0 ∈ {0, 1}) → (({0, 1} × {𝐴})‘0) = 𝐴)
38	18, 36, 37	sylancl 586	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (({0, 1} × {𝐴})‘0) = 𝐴)
39		simp2 1137	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → 𝐵 ∈ ℤ)
40		fvpr1g 7182	. . . . . 6 ⊢ ((0 ∈ V ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 0 ≠ 1) → ({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘0) = 𝐵)
41	26, 39, 11, 40	syl3anc 1373	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → ({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘0) = 𝐵)
42	35, 38, 41	oveq123d 7426	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → ((({0, 1} × {𝐴})‘0)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘0)) = (𝐴 · 𝐵))
43	32, 42	sylan9eqr 2792	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 = 0) → ((({0, 1} × {𝐴})‘𝑥)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘𝑥)) = (𝐴 · 𝐵))
44		fveq2 6876	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 1 → (({0, 1} × {𝐴})‘𝑥) = (({0, 1} × {𝐴})‘1))
45		fveq2 6876	. . . . 5 ⊢ (𝑥 = 1 → ({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘𝑥) = ({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘1))
46	44, 45	oveq12d 7423	. . . 4 ⊢ (𝑥 = 1 → ((({0, 1} × {𝐴})‘𝑥)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘𝑥)) = ((({0, 1} × {𝐴})‘1)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘1)))
47	6	prid2 4739	. . . . . 6 ⊢ 1 ∈ {0, 1}
48		fvconst2g 7194	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 1 ∈ {0, 1}) → (({0, 1} × {𝐴})‘1) = 𝐴)
49	18, 47, 48	sylancl 586	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (({0, 1} × {𝐴})‘1) = 𝐴)
50		simp3 1138	. . . . . 6 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → 𝐶 ∈ ℤ)
51		fvpr2g 7183	. . . . . 6 ⊢ ((1 ∈ V ∧ 𝐶 ∈ ℤ ∧ 0 ≠ 1) → ({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘1) = 𝐶)
52	27, 50, 11, 51	syl3anc 1373	. . . . 5 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → ({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘1) = 𝐶)
53	35, 49, 52	oveq123d 7426	. . . 4 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → ((({0, 1} × {𝐴})‘1)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘1)) = (𝐴 · 𝐶))
54	46, 53	sylan9eqr 2792	. . 3 ⊢ (((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) ∧ 𝑥 = 1) → ((({0, 1} × {𝐴})‘𝑥)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘𝑥)) = (𝐴 · 𝐶))
55	26, 27, 28, 29, 43, 54	fmptpr 7164	. 2 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → {⟨0, (𝐴 · 𝐵)⟩, ⟨1, (𝐴 · 𝐶)⟩} = (𝑥 ∈ {0, 1} ↦ ((({0, 1} × {𝐴})‘𝑥)(.r‘ℤring)({⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}‘𝑥))))
56	14, 25, 55	3eqtr4d 2780	1 ⊢ ((𝐴 ∈ ℤ ∧ 𝐵 ∈ ℤ ∧ 𝐶 ∈ ℤ) → (𝐴 ∙ {⟨0, 𝐵⟩, ⟨1, 𝐶⟩}) = {⟨0, (𝐴 · 𝐵)⟩, ⟨1, (𝐴 · 𝐶)⟩})

Syntax hints:   → wi 4   ∧ wa 395   ∧ w3a 1086   = wceq 1540   ∈ wcel 2108   ≠ wne 2932  Vcvv 3459  {csn 4601  {cpr 4603  ⟨cop 4607   ↦ cmpt 5201   × cxp 5652   Fn wfn 6526  ‘cfv 6531  (class class class)co 7405   ∘_f cof 7669  0cc0 11129  1c1 11130   · cmul 11134  ℤcz 12588  Basecbs 17228  ._rcmulr 17272   ·_𝑠 cvsca 17275  ℤ_ringczring 21407   freeLMod cfrlm 21706

This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1795  ax-4 1809  ax-5 1910  ax-6 1967  ax-7 2007  ax-8 2110  ax-9 2118  ax-10 2141  ax-11 2157  ax-12 2177  ax-ext 2707  ax-rep 5249  ax-sep 5266  ax-nul 5276  ax-pow 5335  ax-pr 5402  ax-un 7729  ax-cnex 11185  ax-resscn 11186  ax-1cn 11187  ax-icn 11188  ax-addcl 11189  ax-addrcl 11190  ax-mulcl 11191  ax-mulrcl 11192  ax-mulcom 11193  ax-addass 11194  ax-mulass 11195  ax-distr 11196  ax-i2m1 11197  ax-1ne0 11198  ax-1rid 11199  ax-rnegex 11200  ax-rrecex 11201  ax-cnre 11202  ax-pre-lttri 11203  ax-pre-lttrn 11204  ax-pre-ltadd 11205  ax-pre-mulgt0 11206  ax-addf 11208  ax-mulf 11209

This theorem depends on definitions:  df-bi 207  df-an 396  df-or 848  df-3or 1087  df-3an 1088  df-tru 1543  df-fal 1553  df-ex 1780  df-nf 1784  df-sb 2065  df-mo 2539  df-eu 2568  df-clab 2714  df-cleq 2727  df-clel 2809  df-nfc 2885  df-ne 2933  df-nel 3037  df-ral 3052  df-rex 3061  df-rmo 3359  df-reu 3360  df-rab 3416  df-v 3461  df-sbc 3766  df-csb 3875  df-dif 3929  df-un 3931  df-in 3933  df-ss 3943  df-pss 3946  df-nul 4309  df-if 4501  df-pw 4577  df-sn 4602  df-pr 4604  df-tp 4606  df-op 4608  df-uni 4884  df-iun 4969  df-br 5120  df-opab 5182  df-mpt 5202  df-tr 5230  df-id 5548  df-eprel 5553  df-po 5561  df-so 5562  df-fr 5606  df-we 5608  df-xp 5660  df-rel 5661  df-cnv 5662  df-co 5663  df-dm 5664  df-rn 5665  df-res 5666  df-ima 5667  df-pred 6290  df-ord 6355  df-on 6356  df-lim 6357  df-suc 6358  df-iota 6484  df-fun 6533  df-fn 6534  df-f 6535  df-f1 6536  df-fo 6537  df-f1o 6538  df-fv 6539  df-riota 7362  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-of 7671  df-om 7862  df-1st 7988  df-2nd 7989  df-supp 8160  df-frecs 8280  df-wrecs 8311  df-recs 8385  df-rdg 8424  df-1o 8480  df-2o 8481  df-er 8719  df-map 8842  df-ixp 8912  df-en 8960  df-dom 8961  df-sdom 8962  df-fin 8963  df-fsupp 9374  df-sup 9454  df-pnf 11271  df-mnf 11272  df-xr 11273  df-ltxr 11274  df-le 11275  df-sub 11468  df-neg 11469  df-nn 12241  df-2 12303  df-3 12304  df-4 12305  df-5 12306  df-6 12307  df-7 12308  df-8 12309  df-9 12310  df-n0 12502  df-z 12589  df-dec 12709  df-uz 12853  df-fz 13525  df-struct 17166  df-sets 17183  df-slot 17201  df-ndx 17213  df-base 17229  df-ress 17252  df-plusg 17284  df-mulr 17285  df-starv 17286  df-sca 17287  df-vsca 17288  df-ip 17289  df-tset 17290  df-ple 17291  df-ds 17293  df-unif 17294  df-hom 17295  df-cco 17296  df-0g 17455  df-prds 17461  df-pws 17463  df-mgm 18618  df-sgrp 18697  df-mnd 18713  df-grp 18919  df-minusg 18920  df-subg 19106  df-cmn 19763  df-abl 19764  df-mgp 20101  df-rng 20113  df-ur 20142  df-ring 20195  df-cring 20196  df-subrng 20506  df-subrg 20530  df-sra 21131  df-rgmod 21132  df-cnfld 21316  df-zring 21408  df-dsmm 21692  df-frlm 21707

This theorem is referenced by:  zlmodzxzequa  48472  zlmodzxznm  48473  zlmodzxzequap  48475