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Theorem lmodvsmdi

Description: Multiple distributive law for scalar product (left-distributivity). (Contributed by AV, 5-Sep-2019)

Ref Expression
Hypotheses lmodvsmdi.v V = Base W
lmodvsmdi.f F = Scalar W
lmodvsmdi.s · ˙ = W
lmodvsmdi.k K = Base F
lmodvsmdi.p × ˙ = W
lmodvsmdi.e E = F
Assertion lmodvsmdi W LMod R K N 0 X V R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmodvsmdi.v V = Base W
2 lmodvsmdi.f F = Scalar W
3 lmodvsmdi.s · ˙ = W
4 lmodvsmdi.k K = Base F
5 lmodvsmdi.p × ˙ = W
6 lmodvsmdi.e E = F
7 oveq1 x = 0 x × ˙ X = 0 × ˙ X
8 7 oveq2d x = 0 R · ˙ x × ˙ X = R · ˙ 0 × ˙ X
9 oveq1 x = 0 x E R = 0 E R
10 9 oveq1d x = 0 x E R · ˙ X = 0 E R · ˙ X
11 8 10 eqeq12d x = 0 R · ˙ x × ˙ X = x E R · ˙ X R · ˙ 0 × ˙ X = 0 E R · ˙ X
12 11 imbi2d x = 0 R K X V W LMod R · ˙ x × ˙ X = x E R · ˙ X R K X V W LMod R · ˙ 0 × ˙ X = 0 E R · ˙ X
13 oveq1 x = y x × ˙ X = y × ˙ X
14 13 oveq2d x = y R · ˙ x × ˙ X = R · ˙ y × ˙ X
15 oveq1 x = y x E R = y E R
16 15 oveq1d x = y x E R · ˙ X = y E R · ˙ X
17 14 16 eqeq12d x = y R · ˙ x × ˙ X = x E R · ˙ X R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X
18 17 imbi2d x = y R K X V W LMod R · ˙ x × ˙ X = x E R · ˙ X R K X V W LMod R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X
19 oveq1 x = y + 1 x × ˙ X = y + 1 × ˙ X
20 19 oveq2d x = y + 1 R · ˙ x × ˙ X = R · ˙ y + 1 × ˙ X
21 oveq1 x = y + 1 x E R = y + 1 E R
22 21 oveq1d x = y + 1 x E R · ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
23 20 22 eqeq12d x = y + 1 R · ˙ x × ˙ X = x E R · ˙ X R · ˙ y + 1 × ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
24 23 imbi2d x = y + 1 R K X V W LMod R · ˙ x × ˙ X = x E R · ˙ X R K X V W LMod R · ˙ y + 1 × ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
25 oveq1 x = N x × ˙ X = N × ˙ X
26 25 oveq2d x = N R · ˙ x × ˙ X = R · ˙ N × ˙ X
27 oveq1 x = N x E R = N E R
28 27 oveq1d x = N x E R · ˙ X = N E R · ˙ X
29 26 28 eqeq12d x = N R · ˙ x × ˙ X = x E R · ˙ X R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
30 29 imbi2d x = N R K X V W LMod R · ˙ x × ˙ X = x E R · ˙ X R K X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
31 simpr R K X V X V
32 31 adantr R K X V W LMod X V
33 eqid 0 W = 0 W
34 1 33 5 mulg0 X V 0 × ˙ X = 0 W
35 32 34 syl R K X V W LMod 0 × ˙ X = 0 W
36 35 oveq2d R K X V W LMod R · ˙ 0 × ˙ X = R · ˙ 0 W
37 simpl R K X V R K
38 37 anim1i R K X V W LMod R K W LMod
39 38 ancomd R K X V W LMod W LMod R K
40 2 3 4 33 lmodvs0 W LMod R K R · ˙ 0 W = 0 W
41 39 40 syl R K X V W LMod R · ˙ 0 W = 0 W
42 31 anim1i R K X V W LMod X V W LMod
43 42 ancomd R K X V W LMod W LMod X V
44 eqid 0 F = 0 F
45 1 2 3 44 33 lmod0vs W LMod X V 0 F · ˙ X = 0 W
46 43 45 syl R K X V W LMod 0 F · ˙ X = 0 W
47 37 adantr R K X V W LMod R K
48 4 44 6 mulg0 R K 0 E R = 0 F
49 48 eqcomd R K 0 F = 0 E R
50 47 49 syl R K X V W LMod 0 F = 0 E R
51 50 oveq1d R K X V W LMod 0 F · ˙ X = 0 E R · ˙ X
52 41 46 51 3eqtr2d R K X V W LMod R · ˙ 0 W = 0 E R · ˙ X
53 36 52 eqtrd R K X V W LMod R · ˙ 0 × ˙ X = 0 E R · ˙ X
54 lmodgrp W LMod W Grp
55 54 grpmndd W LMod W Mnd
56 55 ad2antll y 0 R K X V W LMod W Mnd
57 simpl y 0 R K X V W LMod y 0
58 32 adantl y 0 R K X V W LMod X V
59 eqid + W = + W
60 1 5 59 mulgnn0p1 W Mnd y 0 X V y + 1 × ˙ X = y × ˙ X + W X
61 56 57 58 60 syl3anc y 0 R K X V W LMod y + 1 × ˙ X = y × ˙ X + W X
62 61 oveq2d y 0 R K X V W LMod R · ˙ y + 1 × ˙ X = R · ˙ y × ˙ X + W X
63 simpr R K X V W LMod W LMod
64 63 adantl y 0 R K X V W LMod W LMod
65 simprll y 0 R K X V W LMod R K
66 1 5 mulgnn0cl W Mnd y 0 X V y × ˙ X V
67 56 57 58 66 syl3anc y 0 R K X V W LMod y × ˙ X V
68 1 59 2 3 4 lmodvsdi W LMod R K y × ˙ X V X V R · ˙ y × ˙ X + W X = R · ˙ y × ˙ X + W R · ˙ X
69 64 65 67 58 68 syl13anc y 0 R K X V W LMod R · ˙ y × ˙ X + W X = R · ˙ y × ˙ X + W R · ˙ X
70 62 69 eqtrd y 0 R K X V W LMod R · ˙ y + 1 × ˙ X = R · ˙ y × ˙ X + W R · ˙ X
71 oveq1 R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X R · ˙ y × ˙ X + W R · ˙ X = y E R · ˙ X + W R · ˙ X
72 70 71 sylan9eq y 0 R K X V W LMod R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X R · ˙ y + 1 × ˙ X = y E R · ˙ X + W R · ˙ X
73 2 lmodfgrp W LMod F Grp
74 73 grpmndd W LMod F Mnd
75 74 ad2antll y 0 R K X V W LMod F Mnd
76 4 6 mulgnn0cl F Mnd y 0 R K y E R K
77 75 57 65 76 syl3anc y 0 R K X V W LMod y E R K
78 eqid + F = + F
79 1 59 2 3 4 78 lmodvsdir W LMod y E R K R K X V y E R + F R · ˙ X = y E R · ˙ X + W R · ˙ X
80 64 77 65 58 79 syl13anc y 0 R K X V W LMod y E R + F R · ˙ X = y E R · ˙ X + W R · ˙ X
81 4 6 78 mulgnn0p1 F Mnd y 0 R K y + 1 E R = y E R + F R
82 75 57 65 81 syl3anc y 0 R K X V W LMod y + 1 E R = y E R + F R
83 82 eqcomd y 0 R K X V W LMod y E R + F R = y + 1 E R
84 83 oveq1d y 0 R K X V W LMod y E R + F R · ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
85 80 84 eqtr3d y 0 R K X V W LMod y E R · ˙ X + W R · ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
86 85 adantr y 0 R K X V W LMod R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X y E R · ˙ X + W R · ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
87 72 86 eqtrd y 0 R K X V W LMod R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X R · ˙ y + 1 × ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
88 87 exp31 y 0 R K X V W LMod R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X R · ˙ y + 1 × ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
89 88 a2d y 0 R K X V W LMod R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X R K X V W LMod R · ˙ y + 1 × ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
90 12 18 24 30 53 89 nn0ind N 0 R K X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
91 90 exp4c N 0 R K X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
92 91 com12 R K N 0 X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
93 92 3imp R K N 0 X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
94 93 impcom W LMod R K N 0 X V R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X