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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 grpmnd W Grp W Mnd
56 54 55 syl W LMod W Mnd
57 56 ad2antll y 0 R K X V W LMod W Mnd
58 simpl y 0 R K X V W LMod y 0
59 32 adantl y 0 R K X V W LMod X V
60 eqid + W = + W
61 1 5 60 mulgnn0p1 W Mnd y 0 X V y + 1 × ˙ X = y × ˙ X + W X
62 57 58 59 61 syl3anc y 0 R K X V W LMod y + 1 × ˙ X = y × ˙ X + W X
63 62 oveq2d y 0 R K X V W LMod R · ˙ y + 1 × ˙ X = R · ˙ y × ˙ X + W X
64 simpr R K X V W LMod W LMod
65 64 adantl y 0 R K X V W LMod W LMod
66 simprll y 0 R K X V W LMod R K
67 1 5 mulgnn0cl W Mnd y 0 X V y × ˙ X V
68 57 58 59 67 syl3anc y 0 R K X V W LMod y × ˙ X V
69 1 60 2 3 4 lmodvsdi W LMod R K y × ˙ X V X V R · ˙ y × ˙ X + W X = R · ˙ y × ˙ X + W R · ˙ X
70 65 66 68 59 69 syl13anc y 0 R K X V W LMod R · ˙ y × ˙ X + W X = R · ˙ y × ˙ X + W R · ˙ X
71 63 70 eqtrd y 0 R K X V W LMod R · ˙ y + 1 × ˙ X = R · ˙ y × ˙ X + W R · ˙ X
72 oveq1 R · ˙ y × ˙ X = y E R · ˙ X R · ˙ y × ˙ X + W R · ˙ X = y E R · ˙ X + W R · ˙ X
73 71 72 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
74 2 lmodfgrp W LMod F Grp
75 grpmnd F Grp F Mnd
76 74 75 syl W LMod F Mnd
77 76 ad2antll y 0 R K X V W LMod F Mnd
78 4 6 mulgnn0cl F Mnd y 0 R K y E R K
79 77 58 66 78 syl3anc y 0 R K X V W LMod y E R K
80 eqid + F = + F
81 1 60 2 3 4 80 lmodvsdir W LMod y E R K R K X V y E R + F R · ˙ X = y E R · ˙ X + W R · ˙ X
82 65 79 66 59 81 syl13anc y 0 R K X V W LMod y E R + F R · ˙ X = y E R · ˙ X + W R · ˙ X
83 4 6 80 mulgnn0p1 F Mnd y 0 R K y + 1 E R = y E R + F R
84 77 58 66 83 syl3anc y 0 R K X V W LMod y + 1 E R = y E R + F R
85 84 eqcomd y 0 R K X V W LMod y E R + F R = y + 1 E R
86 85 oveq1d y 0 R K X V W LMod y E R + F R · ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
87 82 86 eqtr3d y 0 R K X V W LMod y E R · ˙ X + W R · ˙ X = y + 1 E R · ˙ X
88 87 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
89 73 88 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
90 89 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
91 90 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
92 12 18 24 30 53 91 nn0ind N 0 R K X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
93 92 exp4c N 0 R K X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
94 93 com12 R K N 0 X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
95 94 3imp R K N 0 X V W LMod R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X
96 95 impcom W LMod R K N 0 X V R · ˙ N × ˙ X = N E R · ˙ X