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Theorem lincsumcl

Description: The sum of two linear combinations is a linear combination, see also the proof in Lang p. 129. (Contributed by AV, 4-Apr-2019) (Proof shortened by AV, 28-Jul-2019)

Ref Expression
Hypothesis lincsumcl.b ⊢ + ˙ = + M
Assertion lincsumcl ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ M LinCo V ∧ D ∈ M LinCo V → C + ˙ D ∈ M LinCo V

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lincsumcl.b ⊢ + ˙ = + M
2 eqid ⊢ Base M = Base M
3 eqid ⊢ Scalar ⁡ M = Scalar ⁡ M
4 eqid ⊢ Base Scalar ⁡ M = Base Scalar ⁡ M
5 2 3 4 lcoval ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → C ∈ M LinCo V ↔ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V
6 2 3 4 lcoval ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → D ∈ M LinCo V ↔ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V
7 5 6 anbi12d ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → C ∈ M LinCo V ∧ D ∈ M LinCo V ↔ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V
8 simpll ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → M ∈ LMod
9 simpll ⊢ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C ∈ Base M
10 9 adantl ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C ∈ Base M
11 simprl ⊢ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → D ∈ Base M
12 11 adantl ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → D ∈ Base M
13 2 1 lmodvacl ⊢ M ∈ LMod ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M → C + ˙ D ∈ Base M
14 8 10 12 13 syl3anc ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D ∈ Base M
15 3 lmodfgrp ⊢ M ∈ LMod → Scalar ⁡ M ∈ Grp
16 15 grpmndd ⊢ M ∈ LMod → Scalar ⁡ M ∈ Mnd
17 16 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → Scalar ⁡ M ∈ Mnd
18 17 adantl ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → Scalar ⁡ M ∈ Mnd
19 simpr ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → V ∈ 𝒫 Base M
20 19 adantl ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → V ∈ 𝒫 Base M
21 simpll ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M → y ∈ Base Scalar ⁡ M V
22 simpl ⊢ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → x ∈ Base Scalar ⁡ M V
23 21 22 anim12i ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V
24 23 adantr ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V
25 eqid ⊢ + Scalar ⁡ M = + Scalar ⁡ M
26 4 25 ofaddmndmap ⊢ Scalar ⁡ M ∈ Mnd ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V → y + Scalar ⁡ M f x ∈ Base Scalar ⁡ M V
27 18 20 24 26 syl3anc ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → y + Scalar ⁡ M f x ∈ Base Scalar ⁡ M V
28 16 anim1i ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → Scalar ⁡ M ∈ Mnd ∧ V ∈ 𝒫 Base M
29 28 adantl ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → Scalar ⁡ M ∈ Mnd ∧ V ∈ 𝒫 Base M
30 simprl ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y
31 30 adantr ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y
32 simprl ⊢ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x
33 31 32 anim12i ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x
34 33 adantr ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x
35 4 mndpfsupp ⊢ Scalar ⁡ M ∈ Mnd ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y + Scalar ⁡ M f x
36 29 24 34 35 syl3anc ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y + Scalar ⁡ M f x
37 oveq12 ⊢ C = y linC ⁡ M V ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
38 37 expcom ⊢ D = x linC ⁡ M V → C = y linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
39 38 adantl ⊢ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C = y linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
40 39 adantl ⊢ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C = y linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
41 40 com12 ⊢ C = y linC ⁡ M V → x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
42 41 adantl ⊢ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
43 42 adantl ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
44 43 adantr ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M → x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
45 44 imp ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
46 45 adantr ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → C + ˙ D = y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V
47 simpr ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M
48 eqid ⊢ y linC ⁡ M V = y linC ⁡ M V
49 eqid ⊢ x linC ⁡ M V = x linC ⁡ M V
50 1 48 49 3 4 25 lincsum ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x → y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V = y + Scalar ⁡ M f x linC ⁡ M V
51 47 24 34 50 syl3anc ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → y linC ⁡ M V + ˙ x linC ⁡ M V = y + Scalar ⁡ M f x linC ⁡ M V
52 46 51 eqtrd ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → C + ˙ D = y + Scalar ⁡ M f x linC ⁡ M V
53 breq1 ⊢ s = y + Scalar ⁡ M f x → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ↔ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y + Scalar ⁡ M f x
54 oveq1 ⊢ s = y + Scalar ⁡ M f x → s linC ⁡ M V = y + Scalar ⁡ M f x linC ⁡ M V
55 54 eqeq2d ⊢ s = y + Scalar ⁡ M f x → C + ˙ D = s linC ⁡ M V ↔ C + ˙ D = y + Scalar ⁡ M f x linC ⁡ M V
56 53 55 anbi12d ⊢ s = y + Scalar ⁡ M f x → finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V ↔ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y + Scalar ⁡ M f x ∧ C + ˙ D = y + Scalar ⁡ M f x linC ⁡ M V
57 56 rspcev ⊢ y + Scalar ⁡ M f x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y + Scalar ⁡ M f x ∧ C + ˙ D = y + Scalar ⁡ M f x linC ⁡ M V → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
58 27 36 52 57 syl12anc ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V ∧ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
59 58 exp41 ⊢ y ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M → x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
60 59 rexlimiva ⊢ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → C ∈ Base M ∧ D ∈ Base M → x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
61 60 expd ⊢ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → C ∈ Base M → D ∈ Base M → x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
62 61 impcom ⊢ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → D ∈ Base M → x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
63 62 com13 ⊢ x ∈ Base Scalar ⁡ M V ∧ finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → D ∈ Base M → C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
64 63 rexlimiva ⊢ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → D ∈ Base M → C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
65 64 impcom ⊢ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
66 65 impcom ⊢ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
67 66 impcom ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
68 2 3 4 lcoval ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → C + ˙ D ∈ M LinCo V ↔ C + ˙ D ∈ Base M ∧ ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
69 68 adantr ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D ∈ M LinCo V ↔ C + ˙ D ∈ Base M ∧ ∃ s ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ s ∧ C + ˙ D = s linC ⁡ M V
70 14 67 69 mpbir2and ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D ∈ M LinCo V
71 70 ex ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → C ∈ Base M ∧ ∃ y ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ y ∧ C = y linC ⁡ M V ∧ D ∈ Base M ∧ ∃ x ∈ Base Scalar ⁡ M V finSupp 0 Scalar ⁡ M ⁡ x ∧ D = x linC ⁡ M V → C + ˙ D ∈ M LinCo V
72 7 71 sylbid ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M → C ∈ M LinCo V ∧ D ∈ M LinCo V → C + ˙ D ∈ M LinCo V
73 72 imp ⊢ M ∈ LMod ∧ V ∈ 𝒫 Base M ∧ C ∈ M LinCo V ∧ D ∈ M LinCo V → C + ˙ D ∈ M LinCo V