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Theorem lincresunit3lem3

Description: Lemma 3 for lincresunit3 . (Contributed by AV, 18-May-2019)

Ref Expression
Hypotheses lincresunit3lem3.b ⊢ B = Base M
lincresunit3lem3.r ⊢ R = Scalar ⁡ M
lincresunit3lem3.e ⊢ E = Base R
lincresunit3lem3.u ⊢ U = Unit ⁡ R
lincresunit3lem3.n ⊢ N = inv g ⁡ R
lincresunit3lem3.t ⊢ · ˙ = ⋅ M
Assertion lincresunit3lem3 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y ↔ X = Y

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lincresunit3lem3.b ⊢ B = Base M
2 lincresunit3lem3.r ⊢ R = Scalar ⁡ M
3 lincresunit3lem3.e ⊢ E = Base R
4 lincresunit3lem3.u ⊢ U = Unit ⁡ R
5 lincresunit3lem3.n ⊢ N = inv g ⁡ R
6 lincresunit3lem3.t ⊢ · ˙ = ⋅ M
7 3simpa ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → M ∈ LMod ∧ X ∈ B
8 7 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → M ∈ LMod ∧ X ∈ B
9 eqid ⊢ 1 R = 1 R
10 1 2 6 9 lmodvs1 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B → 1 R · ˙ X = X
11 8 10 syl ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → 1 R · ˙ X = X
12 2 lmodring ⊢ M ∈ LMod → R ∈ Ring
13 12 3ad2ant1 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → R ∈ Ring
14 13 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → R ∈ Ring
15 4 5 unitnegcl ⊢ R ∈ Ring ∧ A ∈ U → N ⁡ A ∈ U
16 12 15 sylan ⊢ M ∈ LMod ∧ A ∈ U → N ⁡ A ∈ U
17 16 3ad2antl1 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → N ⁡ A ∈ U
18 14 17 jca ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → R ∈ Ring ∧ N ⁡ A ∈ U
19 eqid ⊢ inv r ⁡ R = inv r ⁡ R
20 eqid ⊢ ⋅ R = ⋅ R
21 4 19 20 9 unitlinv ⊢ R ∈ Ring ∧ N ⁡ A ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A = 1 R
22 18 21 syl ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A = 1 R
23 22 eqcomd ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → 1 R = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A
24 23 oveq1d ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → 1 R · ˙ X = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ X
25 11 24 eqtr3d ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → X = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ X
26 25 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → X = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ X
27 simpl1 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → M ∈ LMod
28 4 19 3 ringinvcl ⊢ R ∈ Ring ∧ N ⁡ A ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E
29 18 28 syl ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E
30 2 lmodfgrp ⊢ M ∈ LMod → R ∈ Grp
31 30 3ad2ant1 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → R ∈ Grp
32 3 4 unitcl ⊢ A ∈ U → A ∈ E
33 3 5 grpinvcl ⊢ R ∈ Grp ∧ A ∈ E → N ⁡ A ∈ E
34 31 32 33 syl2an ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → N ⁡ A ∈ E
35 simpl2 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → X ∈ B
36 29 34 35 3jca ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E ∧ N ⁡ A ∈ E ∧ X ∈ B
37 27 36 jca ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → M ∈ LMod ∧ inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E ∧ N ⁡ A ∈ E ∧ X ∈ B
38 37 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → M ∈ LMod ∧ inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E ∧ N ⁡ A ∈ E ∧ X ∈ B
39 1 2 6 3 20 lmodvsass ⊢ M ∈ LMod ∧ inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E ∧ N ⁡ A ∈ E ∧ X ∈ B → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ X = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ X
40 38 39 syl ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ X = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ X
41 oveq2 ⊢ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ X = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ Y
42 41 adantl ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ X = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ Y
43 27 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → M ∈ LMod
44 simpl3 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → Y ∈ B
45 29 34 44 3jca ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E ∧ N ⁡ A ∈ E ∧ Y ∈ B
46 45 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E ∧ N ⁡ A ∈ E ∧ Y ∈ B
47 43 46 jca ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → M ∈ LMod ∧ inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E ∧ N ⁡ A ∈ E ∧ Y ∈ B
48 1 2 6 3 20 lmodvsass ⊢ M ∈ LMod ∧ inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ∈ E ∧ N ⁡ A ∈ E ∧ Y ∈ B → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ Y = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ Y
49 47 48 syl ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ Y = inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ Y
50 18 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → R ∈ Ring ∧ N ⁡ A ∈ U
51 50 21 syl ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A = 1 R
52 51 oveq1d ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ Y = 1 R · ˙ Y
53 49 52 eqtr3d ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A · ˙ N ⁡ A · ˙ Y = 1 R · ˙ Y
54 40 42 53 3eqtrd ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → inv r ⁡ R ⁡ N ⁡ A ⋅ R N ⁡ A · ˙ X = 1 R · ˙ Y
55 3simpb ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B → M ∈ LMod ∧ Y ∈ B
56 55 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → M ∈ LMod ∧ Y ∈ B
57 56 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → M ∈ LMod ∧ Y ∈ B
58 1 2 6 9 lmodvs1 ⊢ M ∈ LMod ∧ Y ∈ B → 1 R · ˙ Y = Y
59 57 58 syl ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → 1 R · ˙ Y = Y
60 26 54 59 3eqtrd ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U ∧ N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → X = Y
61 60 ex ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y → X = Y
62 oveq2 ⊢ X = Y → N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y
63 61 62 impbid1 ⊢ M ∈ LMod ∧ X ∈ B ∧ Y ∈ B ∧ A ∈ U → N ⁡ A · ˙ X = N ⁡ A · ˙ Y ↔ X = Y