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Theorem dprdfcntz

Description: A function on the elements of an internal direct product has pairwise commuting values. (Contributed by Mario Carneiro, 25-Apr-2016) (Revised by AV, 11-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses dprdff.w ⊢ W = h ∈ ⨉ i ∈ I S ⁡ i | finSupp 0 ˙⁡ h
dprdff.1 ⊢ φ → G dom ⁡ DProd S
dprdff.2 ⊢ φ → dom ⁡ S = I
dprdff.3 ⊢ φ → F ∈ W
dprdfcntz.z ⊢ Z = Cntz ⁡ G
Assertion dprdfcntz ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dprdff.w ⊢ W = h ∈ ⨉ i ∈ I S ⁡ i | finSupp 0 ˙⁡ h
2 dprdff.1 ⊢ φ → G dom ⁡ DProd S
3 dprdff.2 ⊢ φ → dom ⁡ S = I
4 dprdff.3 ⊢ φ → F ∈ W
5 dprdfcntz.z ⊢ Z = Cntz ⁡ G
6 eqid ⊢ Base G = Base G
7 1 2 3 4 6 dprdff ⊢ φ → F : I ⟶ Base G
8 7 ffnd ⊢ φ → F Fn I
9 7 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ y ∈ I → F ⁡ y ∈ Base G
10 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y = z → y = z
11 10 fveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y = z → F ⁡ y = F ⁡ z
12 10 equcomd ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y = z → z = y
13 12 fveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y = z → F ⁡ z = F ⁡ y
14 11 13 oveq12d ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y = z → F ⁡ y + G F ⁡ z = F ⁡ z + G F ⁡ y
15 2 ad3antrrr ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → G dom ⁡ DProd S
16 3 ad3antrrr ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → dom ⁡ S = I
17 simpllr ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → y ∈ I
18 simplr ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → z ∈ I
19 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → y ≠ z
20 15 16 17 18 19 5 dprdcntz ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → S ⁡ y ⊆ Z ⁡ S ⁡ z
21 1 2 3 4 dprdfcl ⊢ φ ∧ y ∈ I → F ⁡ y ∈ S ⁡ y
22 21 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → F ⁡ y ∈ S ⁡ y
23 20 22 sseldd ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → F ⁡ y ∈ Z ⁡ S ⁡ z
24 1 2 3 4 dprdfcl ⊢ φ ∧ z ∈ I → F ⁡ z ∈ S ⁡ z
25 24 ad4ant13 ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → F ⁡ z ∈ S ⁡ z
26 eqid ⊢ + G = + G
27 26 5 cntzi ⊢ F ⁡ y ∈ Z ⁡ S ⁡ z ∧ F ⁡ z ∈ S ⁡ z → F ⁡ y + G F ⁡ z = F ⁡ z + G F ⁡ y
28 23 25 27 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I ∧ y ≠ z → F ⁡ y + G F ⁡ z = F ⁡ z + G F ⁡ y
29 14 28 pm2.61dane ⊢ φ ∧ y ∈ I ∧ z ∈ I → F ⁡ y + G F ⁡ z = F ⁡ z + G F ⁡ y
30 29 ralrimiva ⊢ φ ∧ y ∈ I → ∀ z ∈ I F ⁡ y + G F ⁡ z = F ⁡ z + G F ⁡ y
31 8 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ I → F Fn I
32 oveq2 ⊢ x = F ⁡ z → F ⁡ y + G x = F ⁡ y + G F ⁡ z
33 oveq1 ⊢ x = F ⁡ z → x + G F ⁡ y = F ⁡ z + G F ⁡ y
34 32 33 eqeq12d ⊢ x = F ⁡ z → F ⁡ y + G x = x + G F ⁡ y ↔ F ⁡ y + G F ⁡ z = F ⁡ z + G F ⁡ y
35 34 ralrn ⊢ F Fn I → ∀ x ∈ ran ⁡ F F ⁡ y + G x = x + G F ⁡ y ↔ ∀ z ∈ I F ⁡ y + G F ⁡ z = F ⁡ z + G F ⁡ y
36 31 35 syl ⊢ φ ∧ y ∈ I → ∀ x ∈ ran ⁡ F F ⁡ y + G x = x + G F ⁡ y ↔ ∀ z ∈ I F ⁡ y + G F ⁡ z = F ⁡ z + G F ⁡ y
37 30 36 mpbird ⊢ φ ∧ y ∈ I → ∀ x ∈ ran ⁡ F F ⁡ y + G x = x + G F ⁡ y
38 7 frnd ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ Base G
39 38 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ I → ran ⁡ F ⊆ Base G
40 6 26 5 elcntz ⊢ ran ⁡ F ⊆ Base G → F ⁡ y ∈ Z ⁡ ran ⁡ F ↔ F ⁡ y ∈ Base G ∧ ∀ x ∈ ran ⁡ F F ⁡ y + G x = x + G F ⁡ y
41 39 40 syl ⊢ φ ∧ y ∈ I → F ⁡ y ∈ Z ⁡ ran ⁡ F ↔ F ⁡ y ∈ Base G ∧ ∀ x ∈ ran ⁡ F F ⁡ y + G x = x + G F ⁡ y
42 9 37 41 mpbir2and ⊢ φ ∧ y ∈ I → F ⁡ y ∈ Z ⁡ ran ⁡ F
43 42 ralrimiva ⊢ φ → ∀ y ∈ I F ⁡ y ∈ Z ⁡ ran ⁡ F
44 ffnfv ⊢ F : I ⟶ Z ⁡ ran ⁡ F ↔ F Fn I ∧ ∀ y ∈ I F ⁡ y ∈ Z ⁡ ran ⁡ F
45 8 43 44 sylanbrc ⊢ φ → F : I ⟶ Z ⁡ ran ⁡ F
46 45 frnd ⊢ φ → ran ⁡ F ⊆ Z ⁡ ran ⁡ F