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Theorem gsumvsca1

Description: Scalar product of a finite group sum for a left module over a semiring. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Mar-2018)

Ref Expression
Hypotheses gsumvsca.b B = Base W
gsumvsca.g G = Scalar W
gsumvsca.z 0 ˙ = 0 W
gsumvsca.t · ˙ = W
gsumvsca.p + ˙ = + W
gsumvsca.k φ K Base G
gsumvsca.a φ A Fin
gsumvsca.w φ W SLMod
gsumvsca1.n φ P K
gsumvsca1.c φ k A Q B
Assertion gsumvsca1 φ W k A P · ˙ Q = P · ˙ W k A Q

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 gsumvsca.b B = Base W
2 gsumvsca.g G = Scalar W
3 gsumvsca.z 0 ˙ = 0 W
4 gsumvsca.t · ˙ = W
5 gsumvsca.p + ˙ = + W
6 gsumvsca.k φ K Base G
7 gsumvsca.a φ A Fin
8 gsumvsca.w φ W SLMod
9 gsumvsca1.n φ P K
10 gsumvsca1.c φ k A Q B
11 ssid A A
12 sseq1 a = a A A
13 12 anbi2d a = φ a A φ A
14 mpteq1 a = k a P · ˙ Q = k P · ˙ Q
15 14 oveq2d a = W k a P · ˙ Q = W k P · ˙ Q
16 mpteq1 a = k a Q = k Q
17 16 oveq2d a = W k a Q = W k Q
18 17 oveq2d a = P · ˙ W k a Q = P · ˙ W k Q
19 15 18 eqeq12d a = W k a P · ˙ Q = P · ˙ W k a Q W k P · ˙ Q = P · ˙ W k Q
20 13 19 imbi12d a = φ a A W k a P · ˙ Q = P · ˙ W k a Q φ A W k P · ˙ Q = P · ˙ W k Q
21 sseq1 a = e a A e A
22 21 anbi2d a = e φ a A φ e A
23 mpteq1 a = e k a P · ˙ Q = k e P · ˙ Q
24 23 oveq2d a = e W k a P · ˙ Q = W k e P · ˙ Q
25 mpteq1 a = e k a Q = k e Q
26 25 oveq2d a = e W k a Q = W k e Q
27 26 oveq2d a = e P · ˙ W k a Q = P · ˙ W k e Q
28 24 27 eqeq12d a = e W k a P · ˙ Q = P · ˙ W k a Q W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q
29 22 28 imbi12d a = e φ a A W k a P · ˙ Q = P · ˙ W k a Q φ e A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q
30 sseq1 a = e z a A e z A
31 30 anbi2d a = e z φ a A φ e z A
32 mpteq1 a = e z k a P · ˙ Q = k e z P · ˙ Q
33 32 oveq2d a = e z W k a P · ˙ Q = W k e z P · ˙ Q
34 mpteq1 a = e z k a Q = k e z Q
35 34 oveq2d a = e z W k a Q = W k e z Q
36 35 oveq2d a = e z P · ˙ W k a Q = P · ˙ W k e z Q
37 33 36 eqeq12d a = e z W k a P · ˙ Q = P · ˙ W k a Q W k e z P · ˙ Q = P · ˙ W k e z Q
38 31 37 imbi12d a = e z φ a A W k a P · ˙ Q = P · ˙ W k a Q φ e z A W k e z P · ˙ Q = P · ˙ W k e z Q
39 sseq1 a = A a A A A
40 39 anbi2d a = A φ a A φ A A
41 mpteq1 a = A k a P · ˙ Q = k A P · ˙ Q
42 41 oveq2d a = A W k a P · ˙ Q = W k A P · ˙ Q
43 mpteq1 a = A k a Q = k A Q
44 43 oveq2d a = A W k a Q = W k A Q
45 44 oveq2d a = A P · ˙ W k a Q = P · ˙ W k A Q
46 42 45 eqeq12d a = A W k a P · ˙ Q = P · ˙ W k a Q W k A P · ˙ Q = P · ˙ W k A Q
47 40 46 imbi12d a = A φ a A W k a P · ˙ Q = P · ˙ W k a Q φ A A W k A P · ˙ Q = P · ˙ W k A Q
48 6 9 sseldd φ P Base G
49 eqid Base G = Base G
50 2 4 49 3 slmdvs0 W SLMod P Base G P · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
51 8 48 50 syl2anc φ P · ˙ 0 ˙ = 0 ˙
52 51 eqcomd φ 0 ˙ = P · ˙ 0 ˙
53 mpt0 k P · ˙ Q =
54 53 oveq2i W k P · ˙ Q = W
55 3 gsum0 W = 0 ˙
56 54 55 eqtri W k P · ˙ Q = 0 ˙
57 mpt0 k Q =
58 57 oveq2i W k Q = W
59 58 55 eqtri W k Q = 0 ˙
60 59 oveq2i P · ˙ W k Q = P · ˙ 0 ˙
61 52 56 60 3eqtr4g φ W k P · ˙ Q = P · ˙ W k Q
62 61 adantr φ A W k P · ˙ Q = P · ˙ W k Q
63 ssun1 e e z
64 sstr2 e e z e z A e A
65 63 64 ax-mp e z A e A
66 65 anim2i φ e z A φ e A
67 66 imim1i φ e A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q
68 8 ad2antrl e Fin ¬ z e φ e z A W SLMod
69 48 ad2antrl e Fin ¬ z e φ e z A P Base G
70 slmdcmn W SLMod W CMnd
71 68 70 syl e Fin ¬ z e φ e z A W CMnd
72 vex e V
73 72 a1i e Fin ¬ z e φ e z A e V
74 simplrl e Fin ¬ z e φ e z A k e φ
75 simprr e Fin ¬ z e φ e z A e z A
76 75 unssad e Fin ¬ z e φ e z A e A
77 76 sselda e Fin ¬ z e φ e z A k e k A
78 74 77 10 syl2anc e Fin ¬ z e φ e z A k e Q B
79 78 fmpttd e Fin ¬ z e φ e z A k e Q : e B
80 eqid k e Q = k e Q
81 simpll e Fin ¬ z e φ e z A e Fin
82 3 fvexi 0 ˙ V
83 82 a1i e Fin ¬ z e φ e z A 0 ˙ V
84 80 81 78 83 fsuppmptdm e Fin ¬ z e φ e z A finSupp 0 ˙ k e Q
85 1 3 71 73 79 84 gsumcl e Fin ¬ z e φ e z A W k e Q B
86 75 unssbd e Fin ¬ z e φ e z A z A
87 vex z V
88 87 snss z A z A
89 86 88 sylibr e Fin ¬ z e φ e z A z A
90 10 ralrimiva φ k A Q B
91 90 ad2antrl e Fin ¬ z e φ e z A k A Q B
92 rspcsbela z A k A Q B z / k Q B
93 89 91 92 syl2anc e Fin ¬ z e φ e z A z / k Q B
94 1 5 2 4 49 slmdvsdi W SLMod P Base G W k e Q B z / k Q B P · ˙ W k e Q + ˙ z / k Q = P · ˙ W k e Q + ˙ P · ˙ z / k Q
95 68 69 85 93 94 syl13anc e Fin ¬ z e φ e z A P · ˙ W k e Q + ˙ z / k Q = P · ˙ W k e Q + ˙ P · ˙ z / k Q
96 95 adantr e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q P · ˙ W k e Q + ˙ z / k Q = P · ˙ W k e Q + ˙ P · ˙ z / k Q
97 nfcsb1v _ k z / k Q
98 87 a1i e Fin ¬ z e φ e z A z V
99 simplr e Fin ¬ z e φ e z A ¬ z e
100 csbeq1a k = z Q = z / k Q
101 97 1 5 71 81 78 98 99 93 100 gsumunsnf e Fin ¬ z e φ e z A W k e z Q = W k e Q + ˙ z / k Q
102 101 oveq2d e Fin ¬ z e φ e z A P · ˙ W k e z Q = P · ˙ W k e Q + ˙ z / k Q
103 102 adantr e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q P · ˙ W k e z Q = P · ˙ W k e Q + ˙ z / k Q
104 nfcv _ k P
105 nfcv _ k · ˙
106 104 105 97 nfov _ k P · ˙ z / k Q
107 74 8 syl e Fin ¬ z e φ e z A k e W SLMod
108 74 48 syl e Fin ¬ z e φ e z A k e P Base G
109 1 2 4 49 slmdvscl W SLMod P Base G Q B P · ˙ Q B
110 107 108 78 109 syl3anc e Fin ¬ z e φ e z A k e P · ˙ Q B
111 1 2 4 49 slmdvscl W SLMod P Base G z / k Q B P · ˙ z / k Q B
112 68 69 93 111 syl3anc e Fin ¬ z e φ e z A P · ˙ z / k Q B
113 100 oveq2d k = z P · ˙ Q = P · ˙ z / k Q
114 106 1 5 71 81 110 98 99 112 113 gsumunsnf e Fin ¬ z e φ e z A W k e z P · ˙ Q = W k e P · ˙ Q + ˙ P · ˙ z / k Q
115 114 adantr e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q W k e z P · ˙ Q = W k e P · ˙ Q + ˙ P · ˙ z / k Q
116 simpr e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q
117 116 oveq1d e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q W k e P · ˙ Q + ˙ P · ˙ z / k Q = P · ˙ W k e Q + ˙ P · ˙ z / k Q
118 115 117 eqtrd e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q W k e z P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q + ˙ P · ˙ z / k Q
119 96 103 118 3eqtr4rd e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q W k e z P · ˙ Q = P · ˙ W k e z Q
120 119 exp31 e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q W k e z P · ˙ Q = P · ˙ W k e z Q
121 120 a2d e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q φ e z A W k e z P · ˙ Q = P · ˙ W k e z Q
122 67 121 syl5 e Fin ¬ z e φ e A W k e P · ˙ Q = P · ˙ W k e Q φ e z A W k e z P · ˙ Q = P · ˙ W k e z Q
123 20 29 38 47 62 122 findcard2s A Fin φ A A W k A P · ˙ Q = P · ˙ W k A Q
124 123 imp A Fin φ A A W k A P · ˙ Q = P · ˙ W k A Q
125 11 124 mpanr2 A Fin φ W k A P · ˙ Q = P · ˙ W k A Q
126 7 125 mpancom φ W k A P · ˙ Q = P · ˙ W k A Q