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Theorem assa2ass

Description: Left- and right-associative property of an associative algebra. Notice that the scalars are commuted! (Contributed by AV, 14-Aug-2019) (Proof shortened by Zhi Wang, 11-Sep-2025)

Ref Expression
Hypotheses assa2ass.v ⊢ V = Base W
assa2ass.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
assa2ass.b ⊢ B = Base F
assa2ass.m ⊢ ∗ ˙ = ⋅ F
assa2ass.s ⊢ · ˙ = ⋅ W
assa2ass.t ⊢ × ˙ = ⋅ W
Assertion assa2ass ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → A · ˙ X × ˙ C · ˙ Y = C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 assa2ass.v ⊢ V = Base W
2 assa2ass.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
3 assa2ass.b ⊢ B = Base F
4 assa2ass.m ⊢ ∗ ˙ = ⋅ F
5 assa2ass.s ⊢ · ˙ = ⋅ W
6 assa2ass.t ⊢ × ˙ = ⋅ W
7 simp1 ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → W ∈ AssAlg
8 simpr ⊢ A ∈ B ∧ C ∈ B → C ∈ B
9 8 3ad2ant2 ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C ∈ B
10 assalmod ⊢ W ∈ AssAlg → W ∈ LMod
11 simpl ⊢ A ∈ B ∧ C ∈ B → A ∈ B
12 simpl ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X ∈ V
13 1 2 5 3 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V → A · ˙ X ∈ V
14 10 11 12 13 syl3an ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → A · ˙ X ∈ V
15 simpr ⊢ X ∈ V ∧ Y ∈ V → Y ∈ V
16 15 3ad2ant3 ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → Y ∈ V
17 1 2 3 5 6 assaassr ⊢ W ∈ AssAlg ∧ C ∈ B ∧ A · ˙ X ∈ V ∧ Y ∈ V → A · ˙ X × ˙ C · ˙ Y = C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y
18 7 9 14 16 17 syl13anc ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → A · ˙ X × ˙ C · ˙ Y = C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y
19 1 2 3 5 6 assaass ⊢ W ∈ AssAlg ∧ C ∈ B ∧ A · ˙ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y = C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y
20 19 eqcomd ⊢ W ∈ AssAlg ∧ C ∈ B ∧ A · ˙ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y = C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y
21 7 9 14 16 20 syl13anc ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y = C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y
22 10 3ad2ant1 ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → W ∈ LMod
23 11 3ad2ant2 ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → A ∈ B
24 12 3ad2ant3 ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X ∈ V
25 1 2 5 3 4 lmodvsass ⊢ W ∈ LMod ∧ C ∈ B ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V → C ∗ ˙ A · ˙ X = C · ˙ A · ˙ X
26 25 eqcomd ⊢ W ∈ LMod ∧ C ∈ B ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V → C · ˙ A · ˙ X = C ∗ ˙ A · ˙ X
27 26 oveq1d ⊢ W ∈ LMod ∧ C ∈ B ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V → C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y = C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y
28 22 9 23 24 27 syl13anc ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y = C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y
29 2 assasca ⊢ W ∈ AssAlg → F ∈ Ring
30 29 adantr ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B → F ∈ Ring
31 8 adantl ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B → C ∈ B
32 11 adantl ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B → A ∈ B
33 3 4 30 31 32 ringcld ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B → C ∗ ˙ A ∈ B
34 33 3adant3 ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C ∗ ˙ A ∈ B
35 1 2 3 5 6 assaass ⊢ W ∈ AssAlg ∧ C ∗ ˙ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y = C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y
36 7 34 24 16 35 syl13anc ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y = C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y
37 28 36 eqtrd ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → C · ˙ A · ˙ X × ˙ Y = C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y
38 18 21 37 3eqtrd ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ B ∧ C ∈ B ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → A · ˙ X × ˙ C · ˙ Y = C ∗ ˙ A · ˙ X × ˙ Y