Metamath Proof Explorer


Theorem lmodfopne

Description: The (functionalized) operations of a left module (over a nonzero ring) cannot be identical. (Contributed by NM, 31-May-2008) (Revised by AV, 2-Oct-2021)

Ref Expression
Hypotheses lmodfopne.t ⊢ · ˙ = ⋅ 𝑠𝑓 ⁡ W
lmodfopne.a ⊢ + ˙ = + 𝑓 ⁡ W
lmodfopne.v ⊢ V = Base W
lmodfopne.s ⊢ S = Scalar ⁡ W
lmodfopne.k ⊢ K = Base S
lmodfopne.0 ⊢ 0 ˙ = 0 S
lmodfopne.1 ⊢ 1 ˙ = 1 S
Assertion lmodfopne ⊢ W ∈ LMod ∧ 1 ˙ ≠ 0 ˙ → + ˙ ≠ · ˙

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmodfopne.t ⊢ · ˙ = ⋅ 𝑠𝑓 ⁡ W
2 lmodfopne.a ⊢ + ˙ = + 𝑓 ⁡ W
3 lmodfopne.v ⊢ V = Base W
4 lmodfopne.s ⊢ S = Scalar ⁡ W
5 lmodfopne.k ⊢ K = Base S
6 lmodfopne.0 ⊢ 0 ˙ = 0 S
7 lmodfopne.1 ⊢ 1 ˙ = 1 S
8 1 2 3 4 5 6 7 lmodfopnelem2 ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ → 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V
9 simpl ⊢ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ ∈ V
10 eqid ⊢ 0 W = 0 W
11 3 10 lmod0vcl ⊢ W ∈ LMod → 0 W ∈ V
12 11 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ → 0 W ∈ V
13 eqid ⊢ + W = + W
14 3 13 2 plusfval ⊢ 0 ˙ ∈ V ∧ 0 W ∈ V → 0 ˙ + ˙ 0 W = 0 ˙ + W 0 W
15 14 eqcomd ⊢ 0 ˙ ∈ V ∧ 0 W ∈ V → 0 ˙ + W 0 W = 0 ˙ + ˙ 0 W
16 9 12 15 syl2anr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ + W 0 W = 0 ˙ + ˙ 0 W
17 oveq ⊢ + ˙ = · ˙ → 0 ˙ + ˙ 0 W = 0 ˙ · ˙ 0 W
18 17 ad2antlr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ + ˙ 0 W = 0 ˙ · ˙ 0 W
19 16 18 eqtrd ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ + W 0 W = 0 ˙ · ˙ 0 W
20 lmodgrp ⊢ W ∈ LMod → W ∈ Grp
21 20 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ → W ∈ Grp
22 3 13 10 grprid ⊢ W ∈ Grp ∧ 0 ˙ ∈ V → 0 ˙ + W 0 W = 0 ˙
23 21 9 22 syl2an ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ + W 0 W = 0 ˙
24 4 5 6 lmod0cl ⊢ W ∈ LMod → 0 ˙ ∈ K
25 24 11 jca ⊢ W ∈ LMod → 0 ˙ ∈ K ∧ 0 W ∈ V
26 25 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ → 0 ˙ ∈ K ∧ 0 W ∈ V
27 26 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ ∈ K ∧ 0 W ∈ V
28 eqid ⊢ ⋅ W = ⋅ W
29 3 4 5 1 28 scafval ⊢ 0 ˙ ∈ K ∧ 0 W ∈ V → 0 ˙ · ˙ 0 W = 0 ˙ ⋅ W 0 W
30 27 29 syl ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ · ˙ 0 W = 0 ˙ ⋅ W 0 W
31 24 ancli ⊢ W ∈ LMod → W ∈ LMod ∧ 0 ˙ ∈ K
32 31 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ → W ∈ LMod ∧ 0 ˙ ∈ K
33 32 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → W ∈ LMod ∧ 0 ˙ ∈ K
34 4 28 5 10 lmodvs0 ⊢ W ∈ LMod ∧ 0 ˙ ∈ K → 0 ˙ ⋅ W 0 W = 0 W
35 33 34 syl ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ ⋅ W 0 W = 0 W
36 simpr ⊢ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ ∈ V
37 3 13 10 grprid ⊢ W ∈ Grp ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ + W 0 W = 1 ˙
38 21 36 37 syl2an ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ + W 0 W = 1 ˙
39 4 5 7 lmod1cl ⊢ W ∈ LMod → 1 ˙ ∈ K
40 39 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ → 1 ˙ ∈ K
41 3 4 5 1 28 scafval ⊢ 1 ˙ ∈ K ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ · ˙ 1 ˙ = 1 ˙ ⋅ W 1 ˙
42 40 36 41 syl2an ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ · ˙ 1 ˙ = 1 ˙ ⋅ W 1 ˙
43 3 4 28 7 lmodvs1 ⊢ W ∈ LMod ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ ⋅ W 1 ˙ = 1 ˙
44 43 ad2ant2rl ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ ⋅ W 1 ˙ = 1 ˙
45 42 44 eqtrd ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ · ˙ 1 ˙ = 1 ˙
46 oveq ⊢ + ˙ = · ˙ → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ = 1 ˙ · ˙ 1 ˙
47 46 eqcomd ⊢ + ˙ = · ˙ → 1 ˙ · ˙ 1 ˙ = 1 ˙ + ˙ 1 ˙
48 47 ad2antlr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ · ˙ 1 ˙ = 1 ˙ + ˙ 1 ˙
49 36 36 jca ⊢ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V
50 49 adantl ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V
51 3 13 2 plusfval ⊢ 1 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ = 1 ˙ + W 1 ˙
52 50 51 syl ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ + ˙ 1 ˙ = 1 ˙ + W 1 ˙
53 48 52 eqtrd ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ · ˙ 1 ˙ = 1 ˙ + W 1 ˙
54 38 45 53 3eqtr2d ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ + W 0 W = 1 ˙ + W 1 ˙
55 21 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → W ∈ Grp
56 12 adantr ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 W ∈ V
57 36 adantl ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ ∈ V
58 3 13 grplcan ⊢ W ∈ Grp ∧ 0 W ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ + W 0 W = 1 ˙ + W 1 ˙ ↔ 0 W = 1 ˙
59 55 56 57 57 58 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ + W 0 W = 1 ˙ + W 1 ˙ ↔ 0 W = 1 ˙
60 54 59 mpbid ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 W = 1 ˙
61 30 35 60 3eqtrd ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 0 ˙ · ˙ 0 W = 1 ˙
62 19 23 61 3eqtr3rd ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ ∧ 0 ˙ ∈ V ∧ 1 ˙ ∈ V → 1 ˙ = 0 ˙
63 8 62 mpdan ⊢ W ∈ LMod ∧ + ˙ = · ˙ → 1 ˙ = 0 ˙
64 63 ex ⊢ W ∈ LMod → + ˙ = · ˙ → 1 ˙ = 0 ˙
65 64 necon3d ⊢ W ∈ LMod → 1 ˙ ≠ 0 ˙ → + ˙ ≠ · ˙
66 65 imp ⊢ W ∈ LMod ∧ 1 ˙ ≠ 0 ˙ → + ˙ ≠ · ˙