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Theorem lmodprop2d

Description: If two structures have the same components (properties), one is a left module iff the other one is. This version of lmodpropd also breaks up the components of the scalar ring. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses lmodprop2d.b1 φ B = Base K
lmodprop2d.b2 φ B = Base L
lmodprop2d.f F = Scalar K
lmodprop2d.g G = Scalar L
lmodprop2d.p1 φ P = Base F
lmodprop2d.p2 φ P = Base G
lmodprop2d.1 φ x B y B x + K y = x + L y
lmodprop2d.2 φ x P y P x + F y = x + G y
lmodprop2d.3 φ x P y P x F y = x G y
lmodprop2d.4 φ x P y B x K y = x L y
Assertion lmodprop2d φ K LMod L LMod

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmodprop2d.b1 φ B = Base K
2 lmodprop2d.b2 φ B = Base L
3 lmodprop2d.f F = Scalar K
4 lmodprop2d.g G = Scalar L
5 lmodprop2d.p1 φ P = Base F
6 lmodprop2d.p2 φ P = Base G
7 lmodprop2d.1 φ x B y B x + K y = x + L y
8 lmodprop2d.2 φ x P y P x + F y = x + G y
9 lmodprop2d.3 φ x P y P x F y = x G y
10 lmodprop2d.4 φ x P y B x K y = x L y
11 lmodgrp K LMod K Grp
12 11 a1i φ K LMod K Grp
13 eqid Base K = Base K
14 eqid + K = + K
15 eqid K = K
16 eqid Base F = Base F
17 eqid + F = + F
18 eqid F = F
19 eqid 1 F = 1 F
20 13 14 15 3 16 17 18 19 islmod K LMod K Grp F Ring q Base F r Base F z Base K w Base K r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w
21 20 simp2bi K LMod F Ring
22 21 a1i φ K LMod F Ring
23 simplr φ K LMod x P y B K LMod
24 simprl φ K LMod x P y B x P
25 5 ad2antrr φ K LMod x P y B P = Base F
26 24 25 eleqtrd φ K LMod x P y B x Base F
27 simprr φ K LMod x P y B y B
28 1 ad2antrr φ K LMod x P y B B = Base K
29 27 28 eleqtrd φ K LMod x P y B y Base K
30 13 3 15 16 lmodvscl K LMod x Base F y Base K x K y Base K
31 23 26 29 30 syl3anc φ K LMod x P y B x K y Base K
32 31 28 eleqtrrd φ K LMod x P y B x K y B
33 32 ralrimivva φ K LMod x P y B x K y B
34 33 ex φ K LMod x P y B x K y B
35 12 22 34 3jcad φ K LMod K Grp F Ring x P y B x K y B
36 lmodgrp L LMod L Grp
37 1 2 7 grppropd φ K Grp L Grp
38 36 37 syl5ibr φ L LMod K Grp
39 eqid Base L = Base L
40 eqid + L = + L
41 eqid L = L
42 eqid Base G = Base G
43 eqid + G = + G
44 eqid G = G
45 eqid 1 G = 1 G
46 39 40 41 4 42 43 44 45 islmod L LMod L Grp G Ring q Base G r Base G z Base L w Base L r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
47 46 simp2bi L LMod G Ring
48 5 6 8 9 ringpropd φ F Ring G Ring
49 47 48 syl5ibr φ L LMod F Ring
50 simplr φ L LMod x P y B L LMod
51 simprl φ L LMod x P y B x P
52 6 ad2antrr φ L LMod x P y B P = Base G
53 51 52 eleqtrd φ L LMod x P y B x Base G
54 simprr φ L LMod x P y B y B
55 2 ad2antrr φ L LMod x P y B B = Base L
56 54 55 eleqtrd φ L LMod x P y B y Base L
57 39 4 41 42 lmodvscl L LMod x Base G y Base L x L y Base L
58 50 53 56 57 syl3anc φ L LMod x P y B x L y Base L
59 10 adantlr φ L LMod x P y B x K y = x L y
60 58 59 55 3eltr4d φ L LMod x P y B x K y B
61 60 ralrimivva φ L LMod x P y B x K y B
62 61 ex φ L LMod x P y B x K y B
63 38 49 62 3jcad φ L LMod K Grp F Ring x P y B x K y B
64 37 adantr φ K Grp F Ring x P y B x K y B K Grp L Grp
65 48 adantr φ K Grp F Ring x P y B x K y B F Ring G Ring
66 simpll φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B φ
67 simprlr φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r P
68 simprrr φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B w B
69 10 oveqrspc2v φ r P w B r K w = r L w
70 66 67 68 69 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w = r L w
71 70 eleq1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w B r L w B
72 simplr1 φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B K Grp
73 1 ad2antrr φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B B = Base K
74 68 73 eleqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B w Base K
75 simprrl φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B z B
76 75 73 eleqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B z Base K
77 13 14 grpcl K Grp w Base K z Base K w + K z Base K
78 72 74 76 77 syl3anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B w + K z Base K
79 78 73 eleqtrrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B w + K z B
80 10 oveqrspc2v φ r P w + K z B r K w + K z = r L w + K z
81 66 67 79 80 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w + K z = r L w + K z
82 7 oveqrspc2v φ w B z B w + K z = w + L z
83 66 68 75 82 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B w + K z = w + L z
84 83 oveq2d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r L w + K z = r L w + L z
85 81 84 eqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w + K z = r L w + L z
86 simplr3 φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B x P y B x K y B
87 ovrspc2v r P w B x P y B x K y B r K w B
88 67 68 86 87 syl21anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w B
89 ovrspc2v r P z B x P y B x K y B r K z B
90 67 75 86 89 syl21anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K z B
91 7 oveqrspc2v φ r K w B r K z B r K w + K r K z = r K w + L r K z
92 66 88 90 91 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w + K r K z = r K w + L r K z
93 10 oveqrspc2v φ r P z B r K z = r L z
94 66 67 75 93 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K z = r L z
95 70 94 oveq12d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w + L r K z = r L w + L r L z
96 92 95 eqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w + K r K z = r L w + L r L z
97 85 96 eqeq12d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w + K z = r K w + K r K z r L w + L z = r L w + L r L z
98 simplr2 φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B F Ring
99 simprll φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q P
100 5 ad2antrr φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B P = Base F
101 99 100 eleqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q Base F
102 67 100 eleqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r Base F
103 16 17 ringacl F Ring q Base F r Base F q + F r Base F
104 98 101 102 103 syl3anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q + F r Base F
105 104 100 eleqtrrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q + F r P
106 10 oveqrspc2v φ q + F r P w B q + F r K w = q + F r L w
107 66 105 68 106 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q + F r K w = q + F r L w
108 8 oveqrspc2v φ q P r P q + F r = q + G r
109 108 ad2ant2r φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q + F r = q + G r
110 109 oveq1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q + F r L w = q + G r L w
111 107 110 eqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q + F r K w = q + G r L w
112 ovrspc2v q P w B x P y B x K y B q K w B
113 99 68 86 112 syl21anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q K w B
114 7 oveqrspc2v φ q K w B r K w B q K w + K r K w = q K w + L r K w
115 66 113 88 114 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q K w + K r K w = q K w + L r K w
116 10 oveqrspc2v φ q P w B q K w = q L w
117 66 99 68 116 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q K w = q L w
118 117 70 oveq12d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q K w + L r K w = q L w + L r L w
119 115 118 eqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q K w + K r K w = q L w + L r L w
120 111 119 eqeq12d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q + F r K w = q K w + K r K w q + G r L w = q L w + L r L w
121 71 97 120 3anbi123d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w
122 16 18 ringcl F Ring q Base F r Base F q F r Base F
123 98 101 102 122 syl3anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q F r Base F
124 123 100 eleqtrrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q F r P
125 10 oveqrspc2v φ q F r P w B q F r K w = q F r L w
126 66 124 68 125 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q F r K w = q F r L w
127 9 oveqrspc2v φ q P r P q F r = q G r
128 127 ad2ant2r φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q F r = q G r
129 128 oveq1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q F r L w = q G r L w
130 126 129 eqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q F r K w = q G r L w
131 10 oveqrspc2v φ q P r K w B q K r K w = q L r K w
132 66 99 88 131 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q K r K w = q L r K w
133 70 oveq2d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q L r K w = q L r L w
134 132 133 eqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q K r K w = q L r L w
135 130 134 eqeq12d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q F r K w = q K r K w q G r L w = q L r L w
136 16 19 ringidcl F Ring 1 F Base F
137 98 136 syl φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B 1 F Base F
138 137 100 eleqtrrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B 1 F P
139 10 oveqrspc2v φ 1 F P w B 1 F K w = 1 F L w
140 66 138 68 139 syl12anc φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B 1 F K w = 1 F L w
141 5 6 9 rngidpropd φ 1 F = 1 G
142 141 ad2antrr φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B 1 F = 1 G
143 142 oveq1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B 1 F L w = 1 G L w
144 140 143 eqtrd φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B 1 F K w = 1 G L w
145 144 eqeq1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B 1 F K w = w 1 G L w = w
146 135 145 anbi12d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B q F r K w = q K r K w 1 F K w = w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
147 121 146 anbi12d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
148 147 anassrs φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
149 148 2ralbidva φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w z B w B r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
150 149 2ralbidva φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w q P r P z B w B r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
151 5 adantr φ K Grp F Ring x P y B x K y B P = Base F
152 1 adantr φ K Grp F Ring x P y B x K y B B = Base K
153 152 eleq2d φ K Grp F Ring x P y B x K y B r K w B r K w Base K
154 153 3anbi1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w
155 154 anbi1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w
156 152 155 raleqbidv φ K Grp F Ring x P y B x K y B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w w Base K r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w
157 152 156 raleqbidv φ K Grp F Ring x P y B x K y B z B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w z Base K w Base K r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w
158 151 157 raleqbidv φ K Grp F Ring x P y B x K y B r P z B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w r Base F z Base K w Base K r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w
159 151 158 raleqbidv φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r K w B r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w q Base F r Base F z Base K w Base K r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w
160 6 adantr φ K Grp F Ring x P y B x K y B P = Base G
161 2 adantr φ K Grp F Ring x P y B x K y B B = Base L
162 161 eleq2d φ K Grp F Ring x P y B x K y B r L w B r L w Base L
163 162 3anbi1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w
164 163 anbi1d φ K Grp F Ring x P y B x K y B r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
165 161 164 raleqbidv φ K Grp F Ring x P y B x K y B w B r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w w Base L r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
166 161 165 raleqbidv φ K Grp F Ring x P y B x K y B z B w B r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w z Base L w Base L r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
167 160 166 raleqbidv φ K Grp F Ring x P y B x K y B r P z B w B r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w r Base G z Base L w Base L r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
168 160 167 raleqbidv φ K Grp F Ring x P y B x K y B q P r P z B w B r L w B r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w q Base G r Base G z Base L w Base L r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
169 150 159 168 3bitr3d φ K Grp F Ring x P y B x K y B q Base F r Base F z Base K w Base K r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w q Base G r Base G z Base L w Base L r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
170 64 65 169 3anbi123d φ K Grp F Ring x P y B x K y B K Grp F Ring q Base F r Base F z Base K w Base K r K w Base K r K w + K z = r K w + K r K z q + F r K w = q K w + K r K w q F r K w = q K r K w 1 F K w = w L Grp G Ring q Base G r Base G z Base L w Base L r L w Base L r L w + L z = r L w + L r L z q + G r L w = q L w + L r L w q G r L w = q L r L w 1 G L w = w
171 170 20 46 3bitr4g φ K Grp F Ring x P y B x K y B K LMod L LMod
172 171 ex φ K Grp F Ring x P y B x K y B K LMod L LMod
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