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Theorem assamulgscmlem2

Description: Lemma for assamulgscm (induction step). (Contributed by AV, 26-Aug-2019)

Ref Expression
Hypotheses assamulgscm.v ⊢ V = Base W
assamulgscm.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
assamulgscm.b ⊢ B = Base F
assamulgscm.s ⊢ · ˙ = ⋅ W
assamulgscm.g ⊢ G = mulGrp F
assamulgscm.p ⊢ × ˙ = ⋅ G
assamulgscm.h ⊢ H = mulGrp W
assamulgscm.e ⊢ E = ⋅ H
Assertion assamulgscmlem2 ⊢ y ∈ ℕ 0 → A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → y + 1 E A · ˙ X = y + 1 × ˙ A · ˙ y + 1 E X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 assamulgscm.v ⊢ V = Base W
2 assamulgscm.f ⊢ F = Scalar ⁡ W
3 assamulgscm.b ⊢ B = Base F
4 assamulgscm.s ⊢ · ˙ = ⋅ W
5 assamulgscm.g ⊢ G = mulGrp F
6 assamulgscm.p ⊢ × ˙ = ⋅ G
7 assamulgscm.h ⊢ H = mulGrp W
8 assamulgscm.e ⊢ E = ⋅ H
9 assaring ⊢ W ∈ AssAlg → W ∈ Ring
10 7 ringmgp ⊢ W ∈ Ring → H ∈ Mnd
11 9 10 syl ⊢ W ∈ AssAlg → H ∈ Mnd
12 11 adantl ⊢ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → H ∈ Mnd
13 12 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → H ∈ Mnd
14 13 adantr ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg ∧ y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → H ∈ Mnd
15 simpll ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg ∧ y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → y ∈ ℕ 0
16 assalmod ⊢ W ∈ AssAlg → W ∈ LMod
17 16 adantl ⊢ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → W ∈ LMod
18 simpll ⊢ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → A ∈ B
19 simplr ⊢ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → X ∈ V
20 1 2 4 3 lmodvscl ⊢ W ∈ LMod ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V → A · ˙ X ∈ V
21 17 18 19 20 syl3anc ⊢ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → A · ˙ X ∈ V
22 21 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → A · ˙ X ∈ V
23 22 adantr ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg ∧ y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → A · ˙ X ∈ V
24 7 1 mgpbas ⊢ V = Base H
25 eqid ⊢ ⋅ W = ⋅ W
26 7 25 mgpplusg ⊢ ⋅ W = + H
27 24 8 26 mulgnn0p1 ⊢ H ∈ Mnd ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ A · ˙ X ∈ V → y + 1 E A · ˙ X = y E A · ˙ X ⋅ W A · ˙ X
28 14 15 23 27 syl3anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg ∧ y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → y + 1 E A · ˙ X = y E A · ˙ X ⋅ W A · ˙ X
29 oveq1 ⊢ y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → y E A · ˙ X ⋅ W A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X ⋅ W A · ˙ X
30 simprr ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → W ∈ AssAlg
31 2 eqcomi ⊢ Scalar ⁡ W = F
32 31 fveq2i ⊢ Base Scalar ⁡ W = Base F
33 5 32 mgpbas ⊢ Base Scalar ⁡ W = Base G
34 2 assasca ⊢ W ∈ AssAlg → F ∈ Ring
35 5 ringmgp ⊢ F ∈ Ring → G ∈ Mnd
36 34 35 syl ⊢ W ∈ AssAlg → G ∈ Mnd
37 36 adantl ⊢ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → G ∈ Mnd
38 37 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → G ∈ Mnd
39 simpl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y ∈ ℕ 0
40 3 a1i ⊢ W ∈ AssAlg → B = Base F
41 2 fveq2i ⊢ Base F = Base Scalar ⁡ W
42 40 41 eqtrdi ⊢ W ∈ AssAlg → B = Base Scalar ⁡ W
43 42 eleq2d ⊢ W ∈ AssAlg → A ∈ B ↔ A ∈ Base Scalar ⁡ W
44 43 biimpcd ⊢ A ∈ B → W ∈ AssAlg → A ∈ Base Scalar ⁡ W
45 44 adantr ⊢ A ∈ B ∧ X ∈ V → W ∈ AssAlg → A ∈ Base Scalar ⁡ W
46 45 imp ⊢ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → A ∈ Base Scalar ⁡ W
47 46 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → A ∈ Base Scalar ⁡ W
48 33 6 38 39 47 mulgnn0cld ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A ∈ Base Scalar ⁡ W
49 simprlr ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → X ∈ V
50 24 8 13 39 49 mulgnn0cld ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y E X ∈ V
51 eqid ⊢ Scalar ⁡ W = Scalar ⁡ W
52 eqid ⊢ Base Scalar ⁡ W = Base Scalar ⁡ W
53 1 51 52 4 25 assaass ⊢ W ∈ AssAlg ∧ y × ˙ A ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ y E X ∈ V ∧ A · ˙ X ∈ V → y × ˙ A · ˙ y E X ⋅ W A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X ⋅ W A · ˙ X
54 30 48 50 22 53 syl13anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A · ˙ y E X ⋅ W A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X ⋅ W A · ˙ X
55 1 51 52 4 25 assaassr ⊢ W ∈ AssAlg ∧ A ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ y E X ∈ V ∧ X ∈ V → y E X ⋅ W A · ˙ X = A · ˙ y E X ⋅ W X
56 30 47 50 49 55 syl13anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y E X ⋅ W A · ˙ X = A · ˙ y E X ⋅ W X
57 56 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A · ˙ y E X ⋅ W A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ A · ˙ y E X ⋅ W X
58 24 8 26 mulgnn0p1 ⊢ H ∈ Mnd ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ X ∈ V → y + 1 E X = y E X ⋅ W X
59 13 39 49 58 syl3anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y + 1 E X = y E X ⋅ W X
60 59 eqcomd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y E X ⋅ W X = y + 1 E X
61 60 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → A · ˙ y E X ⋅ W X = A · ˙ y + 1 E X
62 61 oveq2d ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A · ˙ A · ˙ y E X ⋅ W X = y × ˙ A · ˙ A · ˙ y + 1 E X
63 17 adantl ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → W ∈ LMod
64 peano2nn0 ⊢ y ∈ ℕ 0 → y + 1 ∈ ℕ 0
65 64 adantr ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y + 1 ∈ ℕ 0
66 24 8 13 65 49 mulgnn0cld ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y + 1 E X ∈ V
67 eqid ⊢ ⋅ Scalar ⁡ W = ⋅ Scalar ⁡ W
68 1 51 4 52 67 lmodvsass ⊢ W ∈ LMod ∧ y × ˙ A ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ A ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ y + 1 E X ∈ V → y × ˙ A ⋅ Scalar ⁡ W A · ˙ y + 1 E X = y × ˙ A · ˙ A · ˙ y + 1 E X
69 68 eqcomd ⊢ W ∈ LMod ∧ y × ˙ A ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ A ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ y + 1 E X ∈ V → y × ˙ A · ˙ A · ˙ y + 1 E X = y × ˙ A ⋅ Scalar ⁡ W A · ˙ y + 1 E X
70 63 48 47 66 69 syl13anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A · ˙ A · ˙ y + 1 E X = y × ˙ A ⋅ Scalar ⁡ W A · ˙ y + 1 E X
71 57 62 70 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A · ˙ y E X ⋅ W A · ˙ X = y × ˙ A ⋅ Scalar ⁡ W A · ˙ y + 1 E X
72 simprll ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → A ∈ B
73 5 3 mgpbas ⊢ B = Base G
74 eqid ⊢ ⋅ F = ⋅ F
75 5 74 mgpplusg ⊢ ⋅ F = + G
76 73 6 75 mulgnn0p1 ⊢ G ∈ Mnd ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B → y + 1 × ˙ A = y × ˙ A ⋅ F A
77 38 39 72 76 syl3anc ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y + 1 × ˙ A = y × ˙ A ⋅ F A
78 2 a1i ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → F = Scalar ⁡ W
79 78 fveq2d ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → ⋅ F = ⋅ Scalar ⁡ W
80 79 oveqd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A ⋅ F A = y × ˙ A ⋅ Scalar ⁡ W A
81 77 80 eqtrd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y + 1 × ˙ A = y × ˙ A ⋅ Scalar ⁡ W A
82 81 eqcomd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A ⋅ Scalar ⁡ W A = y + 1 × ˙ A
83 82 oveq1d ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A ⋅ Scalar ⁡ W A · ˙ y + 1 E X = y + 1 × ˙ A · ˙ y + 1 E X
84 54 71 83 3eqtrd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y × ˙ A · ˙ y E X ⋅ W A · ˙ X = y + 1 × ˙ A · ˙ y + 1 E X
85 29 84 sylan9eqr ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg ∧ y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → y E A · ˙ X ⋅ W A · ˙ X = y + 1 × ˙ A · ˙ y + 1 E X
86 28 85 eqtrd ⊢ y ∈ ℕ 0 ∧ A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg ∧ y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → y + 1 E A · ˙ X = y + 1 × ˙ A · ˙ y + 1 E X
87 86 exp31 ⊢ y ∈ ℕ 0 → A ∈ B ∧ X ∈ V ∧ W ∈ AssAlg → y E A · ˙ X = y × ˙ A · ˙ y E X → y + 1 E A · ˙ X = y + 1 × ˙ A · ˙ y + 1 E X