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Theorem clmmulg

Description: The group multiple function matches the scalar multiplication function. (Contributed by Mario Carneiro, 15-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses clmmulg.1 ⊢ V = Base W
clmmulg.2 ⊢ ∙ ˙ = ⋅ W
clmmulg.3 ⊢ · ˙ = ⋅ W
Assertion clmmulg ⊢ W ∈ CMod ∧ A ∈ ℤ ∧ B ∈ V → A ∙ ˙ B = A · ˙ B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 clmmulg.1 ⊢ V = Base W
2 clmmulg.2 ⊢ ∙ ˙ = ⋅ W
3 clmmulg.3 ⊢ · ˙ = ⋅ W
4 oveq1 ⊢ x = 0 → x ∙ ˙ B = 0 ∙ ˙ B
5 oveq1 ⊢ x = 0 → x · ˙ B = 0 · ˙ B
6 4 5 eqeq12d ⊢ x = 0 → x ∙ ˙ B = x · ˙ B ↔ 0 ∙ ˙ B = 0 · ˙ B
7 oveq1 ⊢ x = y → x ∙ ˙ B = y ∙ ˙ B
8 oveq1 ⊢ x = y → x · ˙ B = y · ˙ B
9 7 8 eqeq12d ⊢ x = y → x ∙ ˙ B = x · ˙ B ↔ y ∙ ˙ B = y · ˙ B
10 oveq1 ⊢ x = y + 1 → x ∙ ˙ B = y + 1 ∙ ˙ B
11 oveq1 ⊢ x = y + 1 → x · ˙ B = y + 1 · ˙ B
12 10 11 eqeq12d ⊢ x = y + 1 → x ∙ ˙ B = x · ˙ B ↔ y + 1 ∙ ˙ B = y + 1 · ˙ B
13 oveq1 ⊢ x = − y → x ∙ ˙ B = − y ∙ ˙ B
14 oveq1 ⊢ x = − y → x · ˙ B = − y · ˙ B
15 13 14 eqeq12d ⊢ x = − y → x ∙ ˙ B = x · ˙ B ↔ − y ∙ ˙ B = − y · ˙ B
16 oveq1 ⊢ x = A → x ∙ ˙ B = A ∙ ˙ B
17 oveq1 ⊢ x = A → x · ˙ B = A · ˙ B
18 16 17 eqeq12d ⊢ x = A → x ∙ ˙ B = x · ˙ B ↔ A ∙ ˙ B = A · ˙ B
19 eqid ⊢ 0 W = 0 W
20 1 19 2 mulg0 ⊢ B ∈ V → 0 ∙ ˙ B = 0 W
21 20 adantl ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V → 0 ∙ ˙ B = 0 W
22 eqid ⊢ Scalar ⁡ W = Scalar ⁡ W
23 1 22 3 19 clm0vs ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V → 0 · ˙ B = 0 W
24 21 23 eqtr4d ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V → 0 ∙ ˙ B = 0 · ˙ B
25 oveq1 ⊢ y ∙ ˙ B = y · ˙ B → y ∙ ˙ B + W B = y · ˙ B + W B
26 clmgrp ⊢ W ∈ CMod → W ∈ Grp
27 26 grpmndd ⊢ W ∈ CMod → W ∈ Mnd
28 27 ad2antrr ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → W ∈ Mnd
29 simpr ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y ∈ ℕ 0
30 simplr ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → B ∈ V
31 eqid ⊢ + W = + W
32 1 2 31 mulgnn0p1 ⊢ W ∈ Mnd ∧ y ∈ ℕ 0 ∧ B ∈ V → y + 1 ∙ ˙ B = y ∙ ˙ B + W B
33 28 29 30 32 syl3anc ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y + 1 ∙ ˙ B = y ∙ ˙ B + W B
34 simpll ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → W ∈ CMod
35 eqid ⊢ Base Scalar ⁡ W = Base Scalar ⁡ W
36 22 35 clmzss ⊢ W ∈ CMod → ℤ ⊆ Base Scalar ⁡ W
37 36 ad2antrr ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → ℤ ⊆ Base Scalar ⁡ W
38 nn0z ⊢ y ∈ ℕ 0 → y ∈ ℤ
39 38 adantl ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y ∈ ℤ
40 37 39 sseldd ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y ∈ Base Scalar ⁡ W
41 1zzd ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → 1 ∈ ℤ
42 37 41 sseldd ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → 1 ∈ Base Scalar ⁡ W
43 1 22 3 35 31 clmvsdir ⊢ W ∈ CMod ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ 1 ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ B ∈ V → y + 1 · ˙ B = y · ˙ B + W 1 · ˙ B
44 34 40 42 30 43 syl13anc ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y + 1 · ˙ B = y · ˙ B + W 1 · ˙ B
45 1 3 clmvs1 ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V → 1 · ˙ B = B
46 45 adantr ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → 1 · ˙ B = B
47 46 oveq2d ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y · ˙ B + W 1 · ˙ B = y · ˙ B + W B
48 44 47 eqtrd ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y + 1 · ˙ B = y · ˙ B + W B
49 33 48 eqeq12d ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y + 1 ∙ ˙ B = y + 1 · ˙ B ↔ y ∙ ˙ B + W B = y · ˙ B + W B
50 25 49 imbitrrid ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ 0 → y ∙ ˙ B = y · ˙ B → y + 1 ∙ ˙ B = y + 1 · ˙ B
51 50 ex ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V → y ∈ ℕ 0 → y ∙ ˙ B = y · ˙ B → y + 1 ∙ ˙ B = y + 1 · ˙ B
52 fveq2 ⊢ y ∙ ˙ B = y · ˙ B → inv g ⁡ W ⁡ y ∙ ˙ B = inv g ⁡ W ⁡ y · ˙ B
53 26 ad2antrr ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → W ∈ Grp
54 nnz ⊢ y ∈ ℕ → y ∈ ℤ
55 54 adantl ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → y ∈ ℤ
56 simplr ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → B ∈ V
57 eqid ⊢ inv g ⁡ W = inv g ⁡ W
58 1 2 57 mulgneg ⊢ W ∈ Grp ∧ y ∈ ℤ ∧ B ∈ V → − y ∙ ˙ B = inv g ⁡ W ⁡ y ∙ ˙ B
59 53 55 56 58 syl3anc ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → − y ∙ ˙ B = inv g ⁡ W ⁡ y ∙ ˙ B
60 simpll ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → W ∈ CMod
61 36 ad2antrr ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → ℤ ⊆ Base Scalar ⁡ W
62 61 55 sseldd ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → y ∈ Base Scalar ⁡ W
63 1 22 3 57 35 60 56 62 clmvsneg ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → inv g ⁡ W ⁡ y · ˙ B = − y · ˙ B
64 63 eqcomd ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → − y · ˙ B = inv g ⁡ W ⁡ y · ˙ B
65 59 64 eqeq12d ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → − y ∙ ˙ B = − y · ˙ B ↔ inv g ⁡ W ⁡ y ∙ ˙ B = inv g ⁡ W ⁡ y · ˙ B
66 52 65 imbitrrid ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ y ∈ ℕ → y ∙ ˙ B = y · ˙ B → − y ∙ ˙ B = − y · ˙ B
67 66 ex ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V → y ∈ ℕ → y ∙ ˙ B = y · ˙ B → − y ∙ ˙ B = − y · ˙ B
68 6 9 12 15 18 24 51 67 zindd ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V → A ∈ ℤ → A ∙ ˙ B = A · ˙ B
69 68 3impia ⊢ W ∈ CMod ∧ B ∈ V ∧ A ∈ ℤ → A ∙ ˙ B = A · ˙ B
70 69 3com23 ⊢ W ∈ CMod ∧ A ∈ ℤ ∧ B ∈ V → A ∙ ˙ B = A · ˙ B