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Theorem frlmbas3

Description: An element of the base set of a finite free module with a Cartesian product as index set as operation value. (Contributed by AV, 14-Feb-2019)

Ref Expression
Hypotheses frlmbas3.f 𝐹 = ( 𝑅 freeLMod ( 𝑁 × 𝑀 ) )
frlmbas3.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑅 )
frlmbas3.v 𝑉 = ( Base ‘ 𝐹 )
Assertion frlmbas3 ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → ( 𝐼 𝑋 𝐽 ) ∈ 𝐵 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frlmbas3.f 𝐹 = ( 𝑅 freeLMod ( 𝑁 × 𝑀 ) )
2 frlmbas3.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑅 )
3 frlmbas3.v 𝑉 = ( Base ‘ 𝐹 )
4 3 eleq2i ( 𝑋𝑉𝑋 ∈ ( Base ‘ 𝐹 ) )
5 4 bilani ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) → 𝑋 ∈ ( Base ‘ 𝐹 ) )
6 5 3ad2ant1 ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → 𝑋 ∈ ( Base ‘ 𝐹 ) )
7 simpl ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) → 𝑅𝑊 )
8 xpfi ( ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) → ( 𝑁 × 𝑀 ) ∈ Fin )
9 7 8 anim12i ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ) → ( 𝑅𝑊 ∧ ( 𝑁 × 𝑀 ) ∈ Fin ) )
10 9 3adant3 ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → ( 𝑅𝑊 ∧ ( 𝑁 × 𝑀 ) ∈ Fin ) )
11 1 2 frlmfibas ( ( 𝑅𝑊 ∧ ( 𝑁 × 𝑀 ) ∈ Fin ) → ( 𝐵m ( 𝑁 × 𝑀 ) ) = ( Base ‘ 𝐹 ) )
12 10 11 syl ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → ( 𝐵m ( 𝑁 × 𝑀 ) ) = ( Base ‘ 𝐹 ) )
13 6 12 eleqtrrd ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → 𝑋 ∈ ( 𝐵m ( 𝑁 × 𝑀 ) ) )
14 elmapi ( 𝑋 ∈ ( 𝐵m ( 𝑁 × 𝑀 ) ) → 𝑋 : ( 𝑁 × 𝑀 ) ⟶ 𝐵 )
15 13 14 syl ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → 𝑋 : ( 𝑁 × 𝑀 ) ⟶ 𝐵 )
16 simp3l ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → 𝐼𝑁 )
17 simp3r ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → 𝐽𝑀 )
18 15 16 17 fovcdmd ( ( ( 𝑅𝑊𝑋𝑉 ) ∧ ( 𝑁 ∈ Fin ∧ 𝑀 ∈ Fin ) ∧ ( 𝐼𝑁𝐽𝑀 ) ) → ( 𝐼 𝑋 𝐽 ) ∈ 𝐵 )