Metamath Proof Explorer


Theorem lincresunit1

Description: Property 1 of a specially modified restriction of a linear combination containing a unit as scalar. (Contributed by AV, 18-May-2019)

Ref Expression
Hypotheses lincresunit.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘€ )
lincresunit.r โŠข ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘€ )
lincresunit.e โŠข ๐ธ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
lincresunit.u โŠข ๐‘ˆ = ( Unit โ€˜ ๐‘… )
lincresunit.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
lincresunit.z โŠข ๐‘ = ( 0g โ€˜ ๐‘€ )
lincresunit.n โŠข ๐‘ = ( invg โ€˜ ๐‘… )
lincresunit.i โŠข ๐ผ = ( invr โ€˜ ๐‘… )
lincresunit.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
lincresunit.g โŠข ๐บ = ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) )
Assertion lincresunit1 ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lincresunit.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘€ )
2 lincresunit.r โŠข ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘€ )
3 lincresunit.e โŠข ๐ธ = ( Base โ€˜ ๐‘… )
4 lincresunit.u โŠข ๐‘ˆ = ( Unit โ€˜ ๐‘… )
5 lincresunit.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
6 lincresunit.z โŠข ๐‘ = ( 0g โ€˜ ๐‘€ )
7 lincresunit.n โŠข ๐‘ = ( invg โ€˜ ๐‘… )
8 lincresunit.i โŠข ๐ผ = ( invr โ€˜ ๐‘… )
9 lincresunit.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
10 lincresunit.g โŠข ๐บ = ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) )
11 eldifi โŠข ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ๐‘  โˆˆ ๐‘† )
12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 lincresunitlem2 โŠข ( ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โˆง ๐‘  โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) โˆˆ ๐ธ )
13 11 12 sylan2 โŠข ( ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โˆง ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) โˆˆ ๐ธ )
14 13 fmpttd โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) ) : ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŸถ ๐ธ )
15 3 fvexi โŠข ๐ธ โˆˆ V
16 difexg โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V )
17 16 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V )
18 17 adantr โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V )
19 elmapg โŠข ( ( ๐ธ โˆˆ V โˆง ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V ) โ†’ ( ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†” ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) ) : ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŸถ ๐ธ ) )
20 15 18 19 sylancr โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†” ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) ) : ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŸถ ๐ธ ) )
21 14 20 mpbird โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ( ๐‘  โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ) ยท ( ๐น โ€˜ ๐‘  ) ) ) โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )
22 10 21 eqeltrid โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )