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Theorem gsumvsca2

Description: Scalar product of a finite group sum for a left module over a semiring. (Contributed by Thierry Arnoux, 16-Mar-2018) (Proof shortened by AV, 12-Dec-2019)

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
gsumvsca2.n φ Q B
gsumvsca2.c φ k A P K
Assertion gsumvsca2 φ W k A P · ˙ Q = G k A P · ˙ 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 gsumvsca2.n φ Q B
10 gsumvsca2.c φ k A P K
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 P = k P
17 16 oveq2d a = G k a P = G k P
18 17 oveq1d a = G k a P · ˙ Q = G k P · ˙ Q
19 15 18 eqeq12d a = W k a P · ˙ Q = G k a P · ˙ Q W k P · ˙ Q = G k P · ˙ Q
20 13 19 imbi12d a = φ a A W k a P · ˙ Q = G k a P · ˙ Q φ A W k P · ˙ Q = G k P · ˙ 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 P = k e P
26 25 oveq2d a = e G k a P = G k e P
27 26 oveq1d a = e G k a P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q
28 24 27 eqeq12d a = e W k a P · ˙ Q = G k a P · ˙ Q W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q
29 22 28 imbi12d a = e φ a A W k a P · ˙ Q = G k a P · ˙ Q φ e A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ 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 P = k e z P
35 34 oveq2d a = e z G k a P = G k e z P
36 35 oveq1d a = e z G k a P · ˙ Q = G k e z P · ˙ Q
37 33 36 eqeq12d a = e z W k a P · ˙ Q = G k a P · ˙ Q W k e z P · ˙ Q = G k e z P · ˙ Q
38 31 37 imbi12d a = e z φ a A W k a P · ˙ Q = G k a P · ˙ Q φ e z A W k e z P · ˙ Q = G k e z P · ˙ 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 P = k A P
44 43 oveq2d a = A G k a P = G k A P
45 44 oveq1d a = A G k a P · ˙ Q = G k A P · ˙ Q
46 42 45 eqeq12d a = A W k a P · ˙ Q = G k a P · ˙ Q W k A P · ˙ Q = G k A P · ˙ Q
47 40 46 imbi12d a = A φ a A W k a P · ˙ Q = G k a P · ˙ Q φ A A W k A P · ˙ Q = G k A P · ˙ Q
48 eqid 0 G = 0 G
49 1 2 4 48 3 slmd0vs W SLMod Q B 0 G · ˙ Q = 0 ˙
50 8 9 49 syl2anc φ 0 G · ˙ Q = 0 ˙
51 50 eqcomd φ 0 ˙ = 0 G · ˙ Q
52 mpt0 k P · ˙ Q =
53 52 oveq2i W k P · ˙ Q = W
54 3 gsum0 W = 0 ˙
55 53 54 eqtri W k P · ˙ Q = 0 ˙
56 mpt0 k P =
57 56 oveq2i G k P = G
58 48 gsum0 G = 0 G
59 57 58 eqtri G k P = 0 G
60 59 oveq1i G k P · ˙ Q = 0 G · ˙ Q
61 51 55 60 3eqtr4g φ W k P · ˙ Q = G k P · ˙ Q
62 61 adantr φ A W k P · ˙ Q = G k P · ˙ 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 = G k e P · ˙ Q φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q
68 8 ad2antrl e Fin ¬ z e φ e z A W SLMod
69 eqid Base G = Base G
70 2 slmdsrg W SLMod G SRing
71 srgcmn G SRing G CMnd
72 68 70 71 3syl e Fin ¬ z e φ e z A G CMnd
73 vex e V
74 73 a1i e Fin ¬ z e φ e z A e V
75 simplrl e Fin ¬ z e φ e z A k e φ
76 simprr e Fin ¬ z e φ e z A e z A
77 76 unssad e Fin ¬ z e φ e z A e A
78 77 sselda e Fin ¬ z e φ e z A k e k A
79 6 adantr φ k A K Base G
80 79 10 sseldd φ k A P Base G
81 75 78 80 syl2anc e Fin ¬ z e φ e z A k e P Base G
82 81 fmpttd e Fin ¬ z e φ e z A k e P : e Base G
83 eqid k e P = k e P
84 simpll e Fin ¬ z e φ e z A e Fin
85 75 78 10 syl2anc e Fin ¬ z e φ e z A k e P K
86 fvexd e Fin ¬ z e φ e z A 0 G V
87 83 84 85 86 fsuppmptdm e Fin ¬ z e φ e z A finSupp 0 G k e P
88 69 48 72 74 82 87 gsumcl e Fin ¬ z e φ e z A G k e P Base G
89 76 unssbd e Fin ¬ z e φ e z A z A
90 vex z V
91 90 snss z A z A
92 89 91 sylibr e Fin ¬ z e φ e z A z A
93 80 ralrimiva φ k A P Base G
94 93 ad2antrl e Fin ¬ z e φ e z A k A P Base G
95 rspcsbela z A k A P Base G z / k P Base G
96 92 94 95 syl2anc e Fin ¬ z e φ e z A z / k P Base G
97 9 ad2antrl e Fin ¬ z e φ e z A Q B
98 eqid + G = + G
99 1 5 2 4 69 98 slmdvsdir W SLMod G k e P Base G z / k P Base G Q B G k e P + G z / k P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q + ˙ z / k P · ˙ Q
100 68 88 96 97 99 syl13anc e Fin ¬ z e φ e z A G k e P + G z / k P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q + ˙ z / k P · ˙ Q
101 100 adantr e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q G k e P + G z / k P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q + ˙ z / k P · ˙ Q
102 nfcsb1v _ k z / k P
103 90 a1i e Fin ¬ z e φ e z A z V
104 simplr e Fin ¬ z e φ e z A ¬ z e
105 csbeq1a k = z P = z / k P
106 102 69 98 72 84 81 103 104 96 105 gsumunsnf e Fin ¬ z e φ e z A G k e z P = G k e P + G z / k P
107 106 oveq1d e Fin ¬ z e φ e z A G k e z P · ˙ Q = G k e P + G z / k P · ˙ Q
108 107 adantr e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q G k e z P · ˙ Q = G k e P + G z / k P · ˙ Q
109 nfcv _ k · ˙
110 nfcv _ k Q
111 102 109 110 nfov _ k z / k P · ˙ Q
112 slmdcmn W SLMod W CMnd
113 68 112 syl e Fin ¬ z e φ e z A W CMnd
114 75 8 syl e Fin ¬ z e φ e z A k e W SLMod
115 75 9 syl e Fin ¬ z e φ e z A k e Q B
116 1 2 4 69 slmdvscl W SLMod P Base G Q B P · ˙ Q B
117 114 81 115 116 syl3anc e Fin ¬ z e φ e z A k e P · ˙ Q B
118 1 2 4 69 slmdvscl W SLMod z / k P Base G Q B z / k P · ˙ Q B
119 68 96 97 118 syl3anc e Fin ¬ z e φ e z A z / k P · ˙ Q B
120 105 oveq1d k = z P · ˙ Q = z / k P · ˙ Q
121 111 1 5 113 84 117 103 104 119 120 gsumunsnf e Fin ¬ z e φ e z A W k e z P · ˙ Q = W k e P · ˙ Q + ˙ z / k P · ˙ Q
122 121 adantr e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q W k e z P · ˙ Q = W k e P · ˙ Q + ˙ z / k P · ˙ Q
123 simpr e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q
124 123 oveq1d e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q W k e P · ˙ Q + ˙ z / k P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q + ˙ z / k P · ˙ Q
125 122 124 eqtrd e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q W k e z P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q + ˙ z / k P · ˙ Q
126 101 108 125 3eqtr4rd e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q W k e z P · ˙ Q = G k e z P · ˙ Q
127 126 exp31 e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q W k e z P · ˙ Q = G k e z P · ˙ Q
128 127 a2d e Fin ¬ z e φ e z A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q φ e z A W k e z P · ˙ Q = G k e z P · ˙ Q
129 67 128 syl5 e Fin ¬ z e φ e A W k e P · ˙ Q = G k e P · ˙ Q φ e z A W k e z P · ˙ Q = G k e z P · ˙ Q
130 20 29 38 47 62 129 findcard2s A Fin φ A A W k A P · ˙ Q = G k A P · ˙ Q
131 130 imp A Fin φ A A W k A P · ˙ Q = G k A P · ˙ Q
132 11 131 mpanr2 A Fin φ W k A P · ˙ Q = G k A P · ˙ Q
133 7 132 mpancom φ W k A P · ˙ Q = G k A P · ˙ Q