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Theorem lincext2

Description: Property 2 of an extension of a linear combination. (Contributed by AV, 20-Apr-2019) (Revised by AV, 30-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses lincext.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑀 )
lincext.r 𝑅 = ( Scalar ‘ 𝑀 )
lincext.e 𝐸 = ( Base ‘ 𝑅 )
lincext.0 0 = ( 0g𝑅 )
lincext.z 𝑍 = ( 0g𝑀 )
lincext.n 𝑁 = ( invg𝑅 )
lincext.f 𝐹 = ( 𝑧𝑆 ↦ if ( 𝑧 = 𝑋 , ( 𝑁𝑌 ) , ( 𝐺𝑧 ) ) )
Assertion lincext2 ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → 𝐹 finSupp 0 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lincext.b 𝐵 = ( Base ‘ 𝑀 )
2 lincext.r 𝑅 = ( Scalar ‘ 𝑀 )
3 lincext.e 𝐸 = ( Base ‘ 𝑅 )
4 lincext.0 0 = ( 0g𝑅 )
5 lincext.z 𝑍 = ( 0g𝑀 )
6 lincext.n 𝑁 = ( invg𝑅 )
7 lincext.f 𝐹 = ( 𝑧𝑆 ↦ if ( 𝑧 = 𝑋 , ( 𝑁𝑌 ) , ( 𝐺𝑧 ) ) )
8 fvex ( 𝑁𝑌 ) ∈ V
9 fvex ( 𝐺𝑧 ) ∈ V
10 8 9 ifex if ( 𝑧 = 𝑋 , ( 𝑁𝑌 ) , ( 𝐺𝑧 ) ) ∈ V
11 10 7 dmmpti dom 𝐹 = 𝑆
12 11 difeq1i ( dom 𝐹 ∖ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) = ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) )
13 snssi ( 𝑋𝑆 → { 𝑋 } ⊆ 𝑆 )
14 13 3ad2ant2 ( ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) → { 𝑋 } ⊆ 𝑆 )
15 14 3ad2ant2 ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → { 𝑋 } ⊆ 𝑆 )
16 dfss4 ( { 𝑋 } ⊆ 𝑆 ↔ ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) = { 𝑋 } )
17 15 16 sylib ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) = { 𝑋 } )
18 snfi { 𝑋 } ∈ Fin
19 17 18 eqeltrdi ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → ( 𝑆 ∖ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ∈ Fin )
20 12 19 eqeltrid ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → ( dom 𝐹 ∖ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ∈ Fin )
21 1 2 3 4 5 6 7 lincext1 ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ) → 𝐹 ∈ ( 𝐸m 𝑆 ) )
22 21 3adant3 ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → 𝐹 ∈ ( 𝐸m 𝑆 ) )
23 elmapfun ( 𝐹 ∈ ( 𝐸m 𝑆 ) → Fun 𝐹 )
24 22 23 syl ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → Fun 𝐹 )
25 elmapi ( 𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) → 𝐺 : ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ⟶ 𝐸 )
26 7 fdmdifeqresdif ( 𝐺 : ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ⟶ 𝐸𝐺 = ( 𝐹 ↾ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) )
27 25 26 syl ( 𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) → 𝐺 = ( 𝐹 ↾ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) )
28 27 3ad2ant3 ( ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) → 𝐺 = ( 𝐹 ↾ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) )
29 28 3ad2ant2 ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → 𝐺 = ( 𝐹 ↾ ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) )
30 simp3 ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → 𝐺 finSupp 0 )
31 4 fvexi 0 ∈ V
32 31 a1i ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → 0 ∈ V )
33 20 22 24 29 30 32 resfsupp ( ( ( 𝑀 ∈ LMod ∧ 𝑆 ∈ 𝒫 𝐵 ) ∧ ( 𝑌𝐸𝑋𝑆𝐺 ∈ ( 𝐸m ( 𝑆 ∖ { 𝑋 } ) ) ) ∧ 𝐺 finSupp 0 ) → 𝐹 finSupp 0 )