Metamath Proof Explorer


Theorem dvhsca

Description: The ring of scalars of the constructed full vector space H. (Contributed by NM, 22-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses dvhsca.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
dvhsca.d โŠข ๐ท = ( ( EDRing โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
dvhsca.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
dvhsca.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
Assertion dvhsca ( ( ๐พ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐น = ๐ท )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 dvhsca.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
2 dvhsca.d โŠข ๐ท = ( ( EDRing โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
3 dvhsca.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
4 dvhsca.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
5 eqid โŠข ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) = ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
6 eqid โŠข ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) = ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
7 1 5 6 2 3 dvhset โŠข ( ( ๐พ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐‘ˆ = ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) , ๐‘” โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) โˆ˜ ( 1st โ€˜ ๐‘” ) ) , ( โ„Ž โˆˆ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) โ†ฆ ( ( ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ โ„Ž ) โˆ˜ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘” ) โ€˜ โ„Ž ) ) ) โŸฉ ) โŸฉ , โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ } โˆช { โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘  โˆˆ ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ๐‘  โ€˜ ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) ) , ( ๐‘  โˆ˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) ) โŸฉ ) โŸฉ } ) )
8 7 fveq2d โŠข ( ( ๐พ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( Scalar โ€˜ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) , ๐‘” โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) โˆ˜ ( 1st โ€˜ ๐‘” ) ) , ( โ„Ž โˆˆ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) โ†ฆ ( ( ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ โ„Ž ) โˆ˜ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘” ) โ€˜ โ„Ž ) ) ) โŸฉ ) โŸฉ , โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ } โˆช { โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘  โˆˆ ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ๐‘  โ€˜ ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) ) , ( ๐‘  โˆ˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) ) โŸฉ ) โŸฉ } ) ) )
9 2 fvexi โŠข ๐ท โˆˆ V
10 eqid โŠข ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) , ๐‘” โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) โˆ˜ ( 1st โ€˜ ๐‘” ) ) , ( โ„Ž โˆˆ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) โ†ฆ ( ( ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ โ„Ž ) โˆ˜ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘” ) โ€˜ โ„Ž ) ) ) โŸฉ ) โŸฉ , โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ } โˆช { โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘  โˆˆ ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ๐‘  โ€˜ ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) ) , ( ๐‘  โˆ˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) ) โŸฉ ) โŸฉ } ) = ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) , ๐‘” โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) โˆ˜ ( 1st โ€˜ ๐‘” ) ) , ( โ„Ž โˆˆ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) โ†ฆ ( ( ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ โ„Ž ) โˆ˜ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘” ) โ€˜ โ„Ž ) ) ) โŸฉ ) โŸฉ , โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ } โˆช { โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘  โˆˆ ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ๐‘  โ€˜ ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) ) , ( ๐‘  โˆ˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) ) โŸฉ ) โŸฉ } )
11 10 lmodsca โŠข ( ๐ท โˆˆ V โ†’ ๐ท = ( Scalar โ€˜ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) , ๐‘” โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) โˆ˜ ( 1st โ€˜ ๐‘” ) ) , ( โ„Ž โˆˆ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) โ†ฆ ( ( ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ โ„Ž ) โˆ˜ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘” ) โ€˜ โ„Ž ) ) ) โŸฉ ) โŸฉ , โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ } โˆช { โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘  โˆˆ ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ๐‘  โ€˜ ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) ) , ( ๐‘  โˆ˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) ) โŸฉ ) โŸฉ } ) ) )
12 9 11 ax-mp โŠข ๐ท = ( Scalar โ€˜ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) , ๐‘” โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) โˆ˜ ( 1st โ€˜ ๐‘” ) ) , ( โ„Ž โˆˆ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) โ†ฆ ( ( ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) โ€˜ โ„Ž ) โˆ˜ ( ( 2nd โ€˜ ๐‘” ) โ€˜ โ„Ž ) ) ) โŸฉ ) โŸฉ , โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ๐ท โŸฉ } โˆช { โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘  โˆˆ ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) , ๐‘“ โˆˆ ( ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ร— ( ( TEndo โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โ†ฆ โŸจ ( ๐‘  โ€˜ ( 1st โ€˜ ๐‘“ ) ) , ( ๐‘  โˆ˜ ( 2nd โ€˜ ๐‘“ ) ) โŸฉ ) โŸฉ } ) )
13 8 4 12 3eqtr4g โŠข ( ( ๐พ โˆˆ ๐‘‹ โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) โ†’ ๐น = ๐ท )