Metamath Proof Explorer


Theorem islno

Description: The predicate "is a linear operator." (Contributed by NM, 4-Dec-2007) (Revised by Mario Carneiro, 16-Nov-2013) (New usage is discouraged.)

Ref Expression
Hypotheses lnoval.1 โŠข ๐‘‹ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
lnoval.2 โŠข ๐‘Œ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘Š )
lnoval.3 โŠข ๐บ = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ )
lnoval.4 โŠข ๐ป = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘Š )
lnoval.5 โŠข ๐‘… = ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
lnoval.6 โŠข ๐‘† = ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘Š )
lnoval.7 โŠข ๐ฟ = ( ๐‘ˆ LnOp ๐‘Š )
Assertion islno ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆˆ ๐ฟ โ†” ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lnoval.1 โŠข ๐‘‹ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘ˆ )
2 lnoval.2 โŠข ๐‘Œ = ( BaseSet โ€˜ ๐‘Š )
3 lnoval.3 โŠข ๐บ = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘ˆ )
4 lnoval.4 โŠข ๐ป = ( +๐‘ฃ โ€˜ ๐‘Š )
5 lnoval.5 โŠข ๐‘… = ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘ˆ )
6 lnoval.6 โŠข ๐‘† = ( ยท๐‘ OLD โ€˜ ๐‘Š )
7 lnoval.7 โŠข ๐ฟ = ( ๐‘ˆ LnOp ๐‘Š )
8 1 2 3 4 5 6 7 lnoval โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec ) โ†’ ๐ฟ = { ๐‘ค โˆˆ ( ๐‘Œ โ†‘m ๐‘‹ ) โˆฃ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘ค โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) ) } )
9 8 eleq2d โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆˆ ๐ฟ โ†” ๐‘‡ โˆˆ { ๐‘ค โˆˆ ( ๐‘Œ โ†‘m ๐‘‹ ) โˆฃ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘ค โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) ) } ) )
10 fveq1 โŠข ( ๐‘ค = ๐‘‡ โ†’ ( ๐‘ค โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) )
11 fveq1 โŠข ( ๐‘ค = ๐‘‡ โ†’ ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) )
12 11 oveq2d โŠข ( ๐‘ค = ๐‘‡ โ†’ ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
13 fveq1 โŠข ( ๐‘ค = ๐‘‡ โ†’ ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) )
14 12 13 oveq12d โŠข ( ๐‘ค = ๐‘‡ โ†’ ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) )
15 10 14 eqeq12d โŠข ( ๐‘ค = ๐‘‡ โ†’ ( ( ๐‘ค โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) ) โ†” ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
16 15 2ralbidv โŠข ( ๐‘ค = ๐‘‡ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘ค โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) ) โ†” โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
17 16 ralbidv โŠข ( ๐‘ค = ๐‘‡ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘ค โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) ) โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
18 17 elrab โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ { ๐‘ค โˆˆ ( ๐‘Œ โ†‘m ๐‘‹ ) โˆฃ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘ค โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) ) } โ†” ( ๐‘‡ โˆˆ ( ๐‘Œ โ†‘m ๐‘‹ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
19 2 fvexi โŠข ๐‘Œ โˆˆ V
20 1 fvexi โŠข ๐‘‹ โˆˆ V
21 19 20 elmap โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ ( ๐‘Œ โ†‘m ๐‘‹ ) โ†” ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ )
22 21 anbi1i โŠข ( ( ๐‘‡ โˆˆ ( ๐‘Œ โ†‘m ๐‘‹ ) โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) โ†” ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
23 18 22 bitri โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ { ๐‘ค โˆˆ ( ๐‘Œ โ†‘m ๐‘‹ ) โˆฃ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘ค โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘ค โ€˜ ๐‘ง ) ) } โ†” ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) )
24 9 23 bitrdi โŠข ( ( ๐‘ˆ โˆˆ NrmCVec โˆง ๐‘Š โˆˆ NrmCVec ) โ†’ ( ๐‘‡ โˆˆ ๐ฟ โ†” ( ๐‘‡ : ๐‘‹ โŸถ ๐‘Œ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ โ„‚ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‹ โˆ€ ๐‘ง โˆˆ ๐‘‹ ( ๐‘‡ โ€˜ ( ( ๐‘ฅ ๐‘… ๐‘ฆ ) ๐บ ๐‘ง ) ) = ( ( ๐‘ฅ ๐‘† ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ๐ป ( ๐‘‡ โ€˜ ๐‘ง ) ) ) ) )