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Theorem frlmplusgvalb

Description: Addition in a free module at the coordinates. (Contributed by AV, 16-Jan-2023)

Ref Expression
Hypotheses frlmplusgvalb.f ⊢ F = R freeLMod I
frlmplusgvalb.b ⊢ B = Base F
frlmplusgvalb.i ⊢ φ → I ∈ W
frlmplusgvalb.x ⊢ φ → X ∈ B
frlmplusgvalb.z ⊢ φ → Z ∈ B
frlmplusgvalb.r ⊢ φ → R ∈ Ring
frlmplusgvalb.y ⊢ φ → Y ∈ B
frlmplusgvalb.a ⊢ + ˙ = + R
frlmplusgvalb.p ⊢ ✚ ˙ = + F
Assertion frlmplusgvalb ⊢ φ → Z = X ✚ ˙ Y ↔ ∀ i ∈ I Z ⁡ i = X ⁡ i + ˙ Y ⁡ i

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frlmplusgvalb.f ⊢ F = R freeLMod I
2 frlmplusgvalb.b ⊢ B = Base F
3 frlmplusgvalb.i ⊢ φ → I ∈ W
4 frlmplusgvalb.x ⊢ φ → X ∈ B
5 frlmplusgvalb.z ⊢ φ → Z ∈ B
6 frlmplusgvalb.r ⊢ φ → R ∈ Ring
7 frlmplusgvalb.y ⊢ φ → Y ∈ B
8 frlmplusgvalb.a ⊢ + ˙ = + R
9 frlmplusgvalb.p ⊢ ✚ ˙ = + F
10 eqid ⊢ Base R = Base R
11 1 10 2 frlmbasmap ⊢ I ∈ W ∧ Z ∈ B → Z ∈ Base R I
12 3 5 11 syl2anc ⊢ φ → Z ∈ Base R I
13 fvexd ⊢ φ → Base R ∈ V
14 13 3 elmapd ⊢ φ → Z ∈ Base R I ↔ Z : I ⟶ Base R
15 12 14 mpbid ⊢ φ → Z : I ⟶ Base R
16 15 ffnd ⊢ φ → Z Fn I
17 1 frlmlmod ⊢ R ∈ Ring ∧ I ∈ W → F ∈ LMod
18 6 3 17 syl2anc ⊢ φ → F ∈ LMod
19 lmodgrp ⊢ F ∈ LMod → F ∈ Grp
20 18 19 syl ⊢ φ → F ∈ Grp
21 2 9 grpcl ⊢ F ∈ Grp ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → X ✚ ˙ Y ∈ B
22 20 4 7 21 syl3anc ⊢ φ → X ✚ ˙ Y ∈ B
23 1 10 2 frlmbasmap ⊢ I ∈ W ∧ X ✚ ˙ Y ∈ B → X ✚ ˙ Y ∈ Base R I
24 3 22 23 syl2anc ⊢ φ → X ✚ ˙ Y ∈ Base R I
25 13 3 elmapd ⊢ φ → X ✚ ˙ Y ∈ Base R I ↔ X ✚ ˙ Y : I ⟶ Base R
26 24 25 mpbid ⊢ φ → X ✚ ˙ Y : I ⟶ Base R
27 26 ffnd ⊢ φ → X ✚ ˙ Y Fn I
28 eqfnfv ⊢ Z Fn I ∧ X ✚ ˙ Y Fn I → Z = X ✚ ˙ Y ↔ ∀ i ∈ I Z ⁡ i = X ✚ ˙ Y ⁡ i
29 16 27 28 syl2anc ⊢ φ → Z = X ✚ ˙ Y ↔ ∀ i ∈ I Z ⁡ i = X ✚ ˙ Y ⁡ i
30 6 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ I → R ∈ Ring
31 3 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ I → I ∈ W
32 4 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ I → X ∈ B
33 7 adantr ⊢ φ ∧ i ∈ I → Y ∈ B
34 simpr ⊢ φ ∧ i ∈ I → i ∈ I
35 1 2 30 31 32 33 34 8 9 frlmvplusgvalc ⊢ φ ∧ i ∈ I → X ✚ ˙ Y ⁡ i = X ⁡ i + ˙ Y ⁡ i
36 35 eqeq2d ⊢ φ ∧ i ∈ I → Z ⁡ i = X ✚ ˙ Y ⁡ i ↔ Z ⁡ i = X ⁡ i + ˙ Y ⁡ i
37 36 ralbidva ⊢ φ → ∀ i ∈ I Z ⁡ i = X ✚ ˙ Y ⁡ i ↔ ∀ i ∈ I Z ⁡ i = X ⁡ i + ˙ Y ⁡ i
38 29 37 bitrd ⊢ φ → Z = X ✚ ˙ Y ↔ ∀ i ∈ I Z ⁡ i = X ⁡ i + ˙ Y ⁡ i