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Theorem lfladdass

Description: Associativity of functional addition. (Contributed by NM, 19-Oct-2014)

Ref Expression
Hypotheses lfladdcl.r 𝑅 = ( Scalar ‘ 𝑊 )
lfladdcl.p + = ( +g𝑅 )
lfladdcl.f 𝐹 = ( LFnl ‘ 𝑊 )
lfladdcl.w ( 𝜑𝑊 ∈ LMod )
lfladdcl.g ( 𝜑𝐺𝐹 )
lfladdcl.h ( 𝜑𝐻𝐹 )
lfladdass.i ( 𝜑𝐼𝐹 )
Assertion lfladdass ( 𝜑 → ( ( 𝐺f + 𝐻 ) ∘f + 𝐼 ) = ( 𝐺f + ( 𝐻f + 𝐼 ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lfladdcl.r 𝑅 = ( Scalar ‘ 𝑊 )
2 lfladdcl.p + = ( +g𝑅 )
3 lfladdcl.f 𝐹 = ( LFnl ‘ 𝑊 )
4 lfladdcl.w ( 𝜑𝑊 ∈ LMod )
5 lfladdcl.g ( 𝜑𝐺𝐹 )
6 lfladdcl.h ( 𝜑𝐻𝐹 )
7 lfladdass.i ( 𝜑𝐼𝐹 )
8 fvexd ( 𝜑 → ( Base ‘ 𝑊 ) ∈ V )
9 eqid ( Base ‘ 𝑅 ) = ( Base ‘ 𝑅 )
10 eqid ( Base ‘ 𝑊 ) = ( Base ‘ 𝑊 )
11 1 9 10 3 lflf ( ( 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐺𝐹 ) → 𝐺 : ( Base ‘ 𝑊 ) ⟶ ( Base ‘ 𝑅 ) )
12 4 5 11 syl2anc ( 𝜑𝐺 : ( Base ‘ 𝑊 ) ⟶ ( Base ‘ 𝑅 ) )
13 1 9 10 3 lflf ( ( 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐻𝐹 ) → 𝐻 : ( Base ‘ 𝑊 ) ⟶ ( Base ‘ 𝑅 ) )
14 4 6 13 syl2anc ( 𝜑𝐻 : ( Base ‘ 𝑊 ) ⟶ ( Base ‘ 𝑅 ) )
15 1 9 10 3 lflf ( ( 𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐼𝐹 ) → 𝐼 : ( Base ‘ 𝑊 ) ⟶ ( Base ‘ 𝑅 ) )
16 4 7 15 syl2anc ( 𝜑𝐼 : ( Base ‘ 𝑊 ) ⟶ ( Base ‘ 𝑅 ) )
17 1 lmodring ( 𝑊 ∈ LMod → 𝑅 ∈ Ring )
18 ringgrp ( 𝑅 ∈ Ring → 𝑅 ∈ Grp )
19 4 17 18 3syl ( 𝜑𝑅 ∈ Grp )
20 9 2 grpass ( ( 𝑅 ∈ Grp ∧ ( 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑧 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) ) → ( ( 𝑥 + 𝑦 ) + 𝑧 ) = ( 𝑥 + ( 𝑦 + 𝑧 ) ) )
21 19 20 sylan ( ( 𝜑 ∧ ( 𝑥 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑦 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ∧ 𝑧 ∈ ( Base ‘ 𝑅 ) ) ) → ( ( 𝑥 + 𝑦 ) + 𝑧 ) = ( 𝑥 + ( 𝑦 + 𝑧 ) ) )
22 8 12 14 16 21 caofass ( 𝜑 → ( ( 𝐺f + 𝐻 ) ∘f + 𝐼 ) = ( 𝐺f + ( 𝐻f + 𝐼 ) ) )