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Theorem tendococl

Description: The composition of two trace-preserving endomorphisms (multiplication in the endormorphism ring) is a trace-preserving endomorphism. (Contributed by NM, 9-Jun-2013)

Ref Expression
Hypotheses tendoco.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
tendoco.e ⊢ E = TEndo ⁡ K ⁡ W
Assertion tendococl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E → S ∘ T ∈ E

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 tendoco.h ⊢ H = LHyp ⁡ K
2 tendoco.e ⊢ E = TEndo ⁡ K ⁡ W
3 eqid ⊢ ≤ K = ≤ K
4 eqid ⊢ LTrn ⁡ K ⁡ W = LTrn ⁡ K ⁡ W
5 eqid ⊢ trL ⁡ K ⁡ W = trL ⁡ K ⁡ W
6 simp1 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E → K ∈ HL ∧ W ∈ H
7 simp2 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E → S ∈ E
8 1 4 2 tendof ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E → S : LTrn ⁡ K ⁡ W ⟶ LTrn ⁡ K ⁡ W
9 6 7 8 syl2anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E → S : LTrn ⁡ K ⁡ W ⟶ LTrn ⁡ K ⁡ W
10 simp3 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E → T ∈ E
11 1 4 2 tendof ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ T ∈ E → T : LTrn ⁡ K ⁡ W ⟶ LTrn ⁡ K ⁡ W
12 6 10 11 syl2anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E → T : LTrn ⁡ K ⁡ W ⟶ LTrn ⁡ K ⁡ W
13 fco ⊢ S : LTrn ⁡ K ⁡ W ⟶ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ T : LTrn ⁡ K ⁡ W ⟶ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T : LTrn ⁡ K ⁡ W ⟶ LTrn ⁡ K ⁡ W
14 9 12 13 syl2anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E → S ∘ T : LTrn ⁡ K ⁡ W ⟶ LTrn ⁡ K ⁡ W
15 simp11l ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → K ∈ HL
16 simp11r ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → W ∈ H
17 simp13 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ∈ E
18 simp2 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
19 simp3 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
20 1 4 2 tendovalco ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ⁡ f ∘ g = T ⁡ f ∘ T ⁡ g
21 15 16 17 18 19 20 syl32anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ⁡ f ∘ g = T ⁡ f ∘ T ⁡ g
22 21 fveq2d ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ⁡ T ⁡ f ∘ g = S ⁡ T ⁡ f ∘ T ⁡ g
23 simp12 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∈ E
24 simp11 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → K ∈ HL ∧ W ∈ H
25 1 4 2 tendocl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
26 24 17 18 25 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
27 1 4 2 tendocl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ T ∈ E ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ⁡ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
28 24 17 19 27 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ⁡ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
29 1 4 2 tendovalco ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ T ⁡ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ⁡ T ⁡ f ∘ T ⁡ g = S ⁡ T ⁡ f ∘ S ⁡ T ⁡ g
30 15 16 23 26 28 29 syl32anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ⁡ T ⁡ f ∘ T ⁡ g = S ⁡ T ⁡ f ∘ S ⁡ T ⁡ g
31 22 30 eqtrd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ⁡ T ⁡ f ∘ g = S ⁡ T ⁡ f ∘ S ⁡ T ⁡ g
32 1 4 ltrnco ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → f ∘ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
33 24 18 19 32 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → f ∘ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
34 1 4 2 tendocoval ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∘ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f ∘ g = S ⁡ T ⁡ f ∘ g
35 24 23 17 33 34 syl121anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f ∘ g = S ⁡ T ⁡ f ∘ g
36 1 4 2 tendocoval ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f = S ⁡ T ⁡ f
37 15 16 23 17 18 36 syl221anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f = S ⁡ T ⁡ f
38 1 4 2 tendocoval ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ g = S ⁡ T ⁡ g
39 15 16 23 17 19 38 syl221anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ g = S ⁡ T ⁡ g
40 37 39 coeq12d ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f ∘ S ∘ T ⁡ g = S ⁡ T ⁡ f ∘ S ⁡ T ⁡ g
41 31 35 40 3eqtr4d ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W ∧ g ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f ∘ g = S ∘ T ⁡ f ∘ S ∘ T ⁡ g
42 eqid ⊢ Base K = Base K
43 simpl1l ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → K ∈ HL
44 43 hllatd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → K ∈ Lat
45 simpl1 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → K ∈ HL ∧ W ∈ H
46 simpl2 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∈ E
47 simpl3 ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ∈ E
48 simpr ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
49 45 46 47 48 36 syl121anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f = S ⁡ T ⁡ f
50 45 47 48 25 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
51 1 4 2 tendocl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ⁡ T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
52 45 46 50 51 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ⁡ T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
53 49 52 eqeltrd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W
54 42 1 4 5 trlcl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∘ T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ S ∘ T ⁡ f ∈ Base K
55 45 53 54 syl2anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ S ∘ T ⁡ f ∈ Base K
56 42 1 4 5 trlcl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ T ⁡ f ∈ Base K
57 45 50 56 syl2anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ T ⁡ f ∈ Base K
58 42 1 4 5 trlcl ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ f ∈ Base K
59 45 48 58 syl2anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ f ∈ Base K
60 simpl1r ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → W ∈ H
61 43 60 46 47 48 36 syl221anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → S ∘ T ⁡ f = S ⁡ T ⁡ f
62 61 fveq2d ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ S ∘ T ⁡ f = trL ⁡ K ⁡ W ⁡ S ⁡ T ⁡ f
63 3 1 4 5 2 tendotp ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ⁡ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ S ⁡ T ⁡ f ≤ K trL ⁡ K ⁡ W ⁡ T ⁡ f
64 45 46 50 63 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ S ⁡ T ⁡ f ≤ K trL ⁡ K ⁡ W ⁡ T ⁡ f
65 62 64 eqbrtrd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ S ∘ T ⁡ f ≤ K trL ⁡ K ⁡ W ⁡ T ⁡ f
66 3 1 4 5 2 tendotp ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ T ⁡ f ≤ K trL ⁡ K ⁡ W ⁡ f
67 45 47 48 66 syl3anc ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ T ⁡ f ≤ K trL ⁡ K ⁡ W ⁡ f
68 42 3 44 55 57 59 65 67 lattrd ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E ∧ f ∈ LTrn ⁡ K ⁡ W → trL ⁡ K ⁡ W ⁡ S ∘ T ⁡ f ≤ K trL ⁡ K ⁡ W ⁡ f
69 3 1 4 5 2 6 14 41 68 istendod ⊢ K ∈ HL ∧ W ∈ H ∧ S ∈ E ∧ T ∈ E → S ∘ T ∈ E