Metamath Proof Explorer


Theorem lincext3

Description: Property 3 of an extension of a linear combination. (Contributed by AV, 23-Apr-2019) (Revised by AV, 30-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses lincext.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘€ )
lincext.r โŠข ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘€ )
lincext.e โŠข ๐ธ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
lincext.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
lincext.z โŠข ๐‘ = ( 0g โ€˜ ๐‘€ )
lincext.n โŠข ๐‘ = ( invg โ€˜ ๐‘… )
lincext.f โŠข ๐น = ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘† โ†ฆ if ( ๐‘ง = ๐‘‹ , ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) , ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) )
Assertion lincext3 ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐น ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘† ) = ๐‘ )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lincext.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘€ )
2 lincext.r โŠข ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘€ )
3 lincext.e โŠข ๐ธ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
4 lincext.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
5 lincext.z โŠข ๐‘ = ( 0g โ€˜ ๐‘€ )
6 lincext.n โŠข ๐‘ = ( invg โ€˜ ๐‘… )
7 lincext.f โŠข ๐น = ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘† โ†ฆ if ( ๐‘ง = ๐‘‹ , ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) , ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) )
8 simp1l โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ LMod )
9 simp1r โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต )
10 simp2 โŠข ( ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† )
11 10 3ad2ant2 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† )
12 1 2 3 4 5 6 7 lincext1 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) )
13 12 3adant3 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) )
14 1 2 3 4 5 6 7 lincext2 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ๐บ finSupp 0 ) โ†’ ๐น finSupp 0 )
15 14 3adant3r โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐น finSupp 0 )
16 elmapi โŠข ( ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ๐บ : ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŸถ ๐ธ )
17 7 fdmdifeqresdif โŠข ( ๐บ : ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŸถ ๐ธ โ†’ ๐บ = ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )
18 16 17 syl โŠข ( ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ๐บ = ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )
19 18 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โ†’ ๐บ = ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )
20 19 3ad2ant2 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐บ = ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )
21 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ )
22 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘€ ) = ( +g โ€˜ ๐‘€ )
23 1 2 3 21 22 4 lincdifsn โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ๐น finSupp 0 ) โˆง ๐บ = ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โ†’ ( ๐น ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘† ) = ( ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) )
24 8 9 11 13 15 20 23 syl321anc โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐น ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘† ) = ( ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) )
25 oveq1 โŠข ( ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) = ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) โ†’ ( ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) )
26 25 eqcoms โŠข ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) )
27 26 adantl โŠข ( ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โ†’ ( ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) )
28 27 3ad2ant3 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) )
29 eqid โŠข ( invg โ€˜ ๐‘€ ) = ( invg โ€˜ ๐‘€ )
30 simpll โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ LMod )
31 elelpwi โŠข ( ( ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
32 31 expcom โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) )
33 32 adantl โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) )
34 33 com12 โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โ†’ ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) )
35 34 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) )
36 35 impcom โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ต )
37 simpr1 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ )
38 1 2 21 29 3 6 30 36 37 lmodvsneg โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( invg โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) )
39 iftrue โŠข ( ๐‘ง = ๐‘‹ โ†’ if ( ๐‘ง = ๐‘‹ , ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) , ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ) = ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) )
40 10 adantl โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† )
41 fvexd โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) โˆˆ V )
42 7 39 40 41 fvmptd3 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) = ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) )
43 42 eqcomd โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) )
44 43 oveq1d โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ๐‘Œ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) )
45 38 44 eqtr2d โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ( invg โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) )
46 45 oveq2d โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( invg โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) ) )
47 1 2 21 3 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ต )
48 30 37 36 47 syl3anc โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ต )
49 1 22 5 29 lmodvnegid โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( invg โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) ) = ๐‘ )
50 30 48 49 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( invg โ€˜ ๐‘€ ) โ€˜ ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) ) = ๐‘ )
51 46 50 eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ๐‘ )
52 51 3adant3 โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ๐‘ )
53 28 52 eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) ) = ๐‘ )
54 24 53 eqtrd โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต ) โˆง ( ๐‘Œ โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โˆง ( ๐บ finSupp 0 โˆง ( ๐‘Œ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘‹ ) = ( ๐บ ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) ) โ†’ ( ๐น ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘† ) = ๐‘ )