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Theorem assalactf1o

Description: In an associative algebra A , left-multiplication by a fixed element of the algebra is bijective. See also lactlmhm . (Contributed by Thierry Arnoux, 3-Aug-2025)

Ref Expression
Hypotheses lactlmhm.b B = Base A
lactlmhm.m · ˙ = A
lactlmhm.f F = x B C · ˙ x
lactlmhm.a φ A AssAlg
assalactf1o.1 E = RLReg A
assalactf1o.k K = Scalar A
assalactf1o.2 φ K DivRing
assalactf1o.3 φ dim A 0
assalactf1o.c φ C E
Assertion assalactf1o φ F : B 1-1 onto B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lactlmhm.b B = Base A
2 lactlmhm.m · ˙ = A
3 lactlmhm.f F = x B C · ˙ x
4 lactlmhm.a φ A AssAlg
5 assalactf1o.1 E = RLReg A
6 assalactf1o.k K = Scalar A
7 assalactf1o.2 φ K DivRing
8 assalactf1o.3 φ dim A 0
9 assalactf1o.c φ C E
10 assalmod A AssAlg A LMod
11 4 10 syl φ A LMod
12 6 islvec A LVec A LMod K DivRing
13 11 7 12 sylanbrc φ A LVec
14 5 1 rrgss E B
15 14 9 sselid φ C B
16 1 2 3 4 15 lactlmhm φ F A LMHom A
17 assaring A AssAlg A Ring
18 4 17 syl φ A Ring
19 18 adantr φ x B A Ring
20 15 adantr φ x B C B
21 simpr φ x B x B
22 1 2 19 20 21 ringcld φ x B C · ˙ x B
23 22 ralrimiva φ x B C · ˙ x B
24 18 ringgrpd φ A Grp
25 24 ad3antrrr φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y A Grp
26 21 ad2antrr φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y x B
27 simplr φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y y B
28 9 ad3antrrr φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y C E
29 eqid - A = - A
30 1 29 25 26 27 grpsubcld φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y x - A y B
31 18 ad3antrrr φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y A Ring
32 15 ad3antrrr φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y C B
33 1 2 29 31 32 26 27 ringsubdi φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y C · ˙ x - A y = C · ˙ x - A C · ˙ y
34 22 ad2antrr φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y C · ˙ x B
35 1 2 31 32 27 ringcld φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y C · ˙ y B
36 simpr φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y C · ˙ x = C · ˙ y
37 eqid 0 A = 0 A
38 1 37 29 grpsubeq0 A Grp C · ˙ x B C · ˙ y B C · ˙ x - A C · ˙ y = 0 A C · ˙ x = C · ˙ y
39 38 biimpar A Grp C · ˙ x B C · ˙ y B C · ˙ x = C · ˙ y C · ˙ x - A C · ˙ y = 0 A
40 25 34 35 36 39 syl31anc φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y C · ˙ x - A C · ˙ y = 0 A
41 33 40 eqtrd φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y C · ˙ x - A y = 0 A
42 5 1 2 37 rrgeq0i C E x - A y B C · ˙ x - A y = 0 A x - A y = 0 A
43 42 imp C E x - A y B C · ˙ x - A y = 0 A x - A y = 0 A
44 28 30 41 43 syl21anc φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y x - A y = 0 A
45 1 37 29 grpsubeq0 A Grp x B y B x - A y = 0 A x = y
46 45 biimpa A Grp x B y B x - A y = 0 A x = y
47 25 26 27 44 46 syl31anc φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y x = y
48 47 ex φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y x = y
49 48 anasss φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y x = y
50 49 ralrimivva φ x B y B C · ˙ x = C · ˙ y x = y
51 oveq2 x = y C · ˙ x = C · ˙ y
52 3 51 f1mpt F : B 1-1 B x B C · ˙ x B x B y B C · ˙ x = C · ˙ y x = y
53 23 50 52 sylanbrc φ F : B 1-1 B
54 1 13 8 16 53 lvecendof1f1o φ F : B 1-1 onto B