Metamath Proof Explorer


Theorem hgmapvvlem1

Description: Involution property of scalar sigma map. Line 10 in Baer p. 111, t sigma squared = t. Our E , C , D , Y , X correspond to Baer's w, h, k, s, t. (Contributed by NM, 13-Jun-2015)

Ref Expression
Hypotheses hdmapglem6.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
hdmapglem6.e โŠข ๐ธ = โŸจ ( I โ†พ ( Base โ€˜ ๐พ ) ) , ( I โ†พ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ
hdmapglem6.o โŠข ๐‘‚ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
hdmapglem6.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
hdmapglem6.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem6.q โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem6.r โŠข ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
hdmapglem6.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
hdmapglem6.t โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘… )
hdmapglem6.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
hdmapglem6.i โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘… )
hdmapglem6.n โŠข ๐‘ = ( invr โ€˜ ๐‘… )
hdmapglem6.s โŠข ๐‘† = ( ( HDMap โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
hdmapglem6.g โŠข ๐บ = ( ( HGMap โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
hdmapglem6.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
hdmapglem6.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐ต โˆ– { 0 } ) )
hdmapglem6.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) )
hdmapglem6.d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) )
hdmapglem6.cd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ท ) โ€˜ ๐ถ ) = 1 )
hdmapglem6.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐ต โˆ– { 0 } ) )
hdmapglem6.yx โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Œ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = 1 )
Assertion hgmapvvlem1 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ๐‘‹ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 hdmapglem6.h โŠข ๐ป = ( LHyp โ€˜ ๐พ )
2 hdmapglem6.e โŠข ๐ธ = โŸจ ( I โ†พ ( Base โ€˜ ๐พ ) ) , ( I โ†พ ( ( LTrn โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š ) ) โŸฉ
3 hdmapglem6.o โŠข ๐‘‚ = ( ( ocH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
4 hdmapglem6.u โŠข ๐‘ˆ = ( ( DVecH โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
5 hdmapglem6.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘ˆ )
6 hdmapglem6.q โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ˆ )
7 hdmapglem6.r โŠข ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘ˆ )
8 hdmapglem6.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
9 hdmapglem6.t โŠข ร— = ( .r โ€˜ ๐‘… )
10 hdmapglem6.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
11 hdmapglem6.i โŠข 1 = ( 1r โ€˜ ๐‘… )
12 hdmapglem6.n โŠข ๐‘ = ( invr โ€˜ ๐‘… )
13 hdmapglem6.s โŠข ๐‘† = ( ( HDMap โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
14 hdmapglem6.g โŠข ๐บ = ( ( HGMap โ€˜ ๐พ ) โ€˜ ๐‘Š )
15 hdmapglem6.k โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐พ โˆˆ HL โˆง ๐‘Š โˆˆ ๐ป ) )
16 hdmapglem6.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ( ๐ต โˆ– { 0 } ) )
17 hdmapglem6.c โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ถ โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) )
18 hdmapglem6.d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ( ๐‘‚ โ€˜ { ๐ธ } ) )
19 hdmapglem6.cd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ท ) โ€˜ ๐ถ ) = 1 )
20 hdmapglem6.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ( ๐ต โˆ– { 0 } ) )
21 hdmapglem6.yx โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Œ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = 1 )
22 1 4 15 dvhlmod โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LMod )
23 7 lmodring โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LMod โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
24 22 23 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
25 16 eldifad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
26 1 4 7 8 14 15 25 hgmapcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ต )
27 1 4 7 8 14 15 26 hgmapcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ๐ต )
28 20 eldifad โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ต )
29 1 4 7 8 14 15 28 hgmapcl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ต )
30 1 4 15 dvhlvec โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ˆ โˆˆ LVec )
31 7 lvecdrng โŠข ( ๐‘ˆ โˆˆ LVec โ†’ ๐‘… โˆˆ DivRing )
32 30 31 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ DivRing )
33 eldifsni โŠข ( ๐‘Œ โˆˆ ( ๐ต โˆ– { 0 } ) โ†’ ๐‘Œ โ‰  0 )
34 20 33 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โ‰  0 )
35 1 4 7 8 10 14 15 28 hgmapeq0 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) = 0 โ†” ๐‘Œ = 0 ) )
36 35 necon3bid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โ‰  0 โ†” ๐‘Œ โ‰  0 ) )
37 34 36 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โ‰  0 )
38 8 10 12 drnginvrcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ DivRing โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โ‰  0 ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ต )
39 32 29 37 38 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ต )
40 8 9 ringass โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ต ) ) โ†’ ( ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) = ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ) )
41 24 27 29 39 40 syl13anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) = ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ) )
42 8 10 9 11 12 drnginvrr โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ DivRing โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โ‰  0 ) โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) = 1 )
43 32 29 37 42 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) = 1 )
44 43 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ) = ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— 1 ) )
45 8 9 11 ringridm โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— 1 ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
46 24 27 45 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— 1 ) = ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) )
47 41 44 46 3eqtrrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) )
48 21 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘Œ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) = ( ๐บ โ€˜ 1 ) )
49 1 4 7 8 9 14 15 28 26 hgmapmul โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐‘Œ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) = ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) )
50 48 49 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ 1 ) = ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) )
51 19 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ท ) โ€˜ ๐ถ ) ) = ( ๐บ โ€˜ 1 ) )
52 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( +g โ€˜ ๐‘ˆ )
53 eqid โŠข ( -g โ€˜ ๐‘ˆ ) = ( -g โ€˜ ๐‘ˆ )
54 1 2 3 4 5 52 53 6 7 8 9 10 13 14 15 17 18 28 25 hdmapglem5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ท ) โ€˜ ๐ถ ) ) = ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐ท ) )
55 51 54 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ 1 ) = ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐ท ) )
56 50 55 eqtr3d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) = ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐ท ) )
57 21 19 eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Œ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ท ) โ€˜ ๐ถ ) )
58 1 2 3 4 5 52 53 6 7 8 9 10 13 14 15 17 18 28 25 57 hdmapinvlem4 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) = ( ( ๐‘† โ€˜ ๐ถ ) โ€˜ ๐ท ) )
59 56 58 eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) = ( ๐‘‹ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) )
60 59 oveq1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) = ( ( ๐‘‹ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) )
61 8 9 ringass โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ( ๐‘‹ โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ ๐ต โˆง ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) โˆˆ ๐ต ) ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) = ( ๐‘‹ ร— ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ) )
62 24 25 29 39 61 syl13anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘‹ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) = ( ๐‘‹ ร— ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ) )
63 43 oveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ร— ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) ) = ( ๐‘‹ ร— 1 ) )
64 8 9 11 ringridm โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‹ ร— 1 ) = ๐‘‹ )
65 24 25 64 syl2anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘‹ ร— 1 ) = ๐‘‹ )
66 62 63 65 3eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘‹ ร— ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ร— ( ๐‘ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘Œ ) ) ) = ๐‘‹ )
67 47 60 66 3eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โ€˜ ( ๐บ โ€˜ ๐‘‹ ) ) = ๐‘‹ )