Metamath Proof Explorer


Theorem lincresunit3lem2

Description: Lemma 2 for lincresunit3 . (Contributed by AV, 18-May-2019) (Proof shortened by AV, 30-Jul-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 lincresunit3lem2 ( ( ( 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) ) = ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( 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 simpl2 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ LMod )
12 2 fveq2i โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) )
13 3 12 eqtri โŠข ๐ธ = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) )
14 13 oveq1i โŠข ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) = ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ๐‘† )
15 14 eleq2i โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โ†” ๐น โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ๐‘† ) )
16 15 biimpi โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ๐‘† ) )
17 16 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ โˆง ๐น finSupp 0 ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ๐‘† ) )
18 17 adantl 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ๐‘† ) )
19 difssd 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŠ† ๐‘† )
20 elmapssres โŠข ( ( ๐น โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ๐‘† ) โˆง ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŠ† ๐‘† ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )
21 18 19 20 syl2anc 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )
22 elpwi โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) โ†’ ๐‘† โŠ† ( Base โ€˜ ๐‘€ ) )
23 22 ssdifssd โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŠ† ( Base โ€˜ ๐‘€ ) )
24 difexg โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V )
25 elpwg โŠข ( ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V โ†’ ( ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) โ†” ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŠ† ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) )
26 24 25 syl โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) โ†’ ( ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) โ†” ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŠ† ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) )
27 23 26 mpbird โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) )
28 1 pweqi โŠข ๐’ซ ๐ต = ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ )
29 27 28 eleq2s โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) )
30 29 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) )
31 30 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 โˆง ๐น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) )
32 lincval โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โˆˆ ( ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โˆง ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) = ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) )
33 11 21 31 32 syl3anc 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) = ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) )
34 simpll 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) )
35 simplr1 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) )
36 simplr2 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐‘ˆ )
37 simpr 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) )
38 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 lincresunit3lem1 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‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) )
39 34 35 36 37 38 syl13anc 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) = ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) )
40 fvres โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) )
41 40 adantl 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) = ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) )
42 41 eqcomd 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) = ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) )
43 42 oveq1d 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ( ๐น โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) = ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) )
44 39 43 eqtrd 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) = ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) )
45 44 mpteq2dva 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) = ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) )
46 45 oveq2d 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) ) = ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) )
47 eqid โŠข ( +g โ€˜ ๐‘€ ) = ( +g โ€˜ ๐‘€ )
48 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ )
49 difexg โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V )
50 49 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V )
51 50 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 โˆง ๐น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ V )
52 2 lmodfgrp โŠข ( ๐‘€ โˆˆ LMod โ†’ ๐‘… โˆˆ Grp )
53 52 3ad2ant2 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Grp )
54 53 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‘† ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Grp )
55 elmapi โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โ†’ ๐น : ๐‘† โŸถ ๐ธ )
56 ffvelcdm โŠข ( ( ๐น : ๐‘† โŸถ ๐ธ โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ธ )
57 56 expcom โŠข ( ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† โ†’ ( ๐น : ๐‘† โŸถ ๐ธ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ธ ) )
58 57 3ad2ant3 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐น : ๐‘† โŸถ ๐ธ โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ธ ) )
59 55 58 syl5com โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ธ ) )
60 59 impcom โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ธ )
61 3 7 grpinvcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Grp โˆง ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) โˆˆ ๐ธ ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ๐ธ )
62 54 60 61 syl2anc โŠข ( ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โˆง ๐น โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ๐‘† ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ๐ธ )
63 62 3ad2antr1 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) โˆˆ ๐ธ )
64 11 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 โˆง ๐น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ LMod )
65 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 lincresunit1 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‘‹ } ) ) )
66 65 3adantr3 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )
67 elmapi โŠข ( ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ๐บ : ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŸถ ๐ธ )
68 ffvelcdm โŠข ( ( ๐บ : ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŸถ ๐ธ โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) โˆˆ ๐ธ )
69 68 ex โŠข ( ๐บ : ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โŸถ ๐ธ โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) โˆˆ ๐ธ ) )
70 66 67 69 3syl 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) โˆˆ ๐ธ ) )
71 70 imp 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) โˆˆ ๐ธ )
72 elpwi โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โ†’ ๐‘† โŠ† ๐ต )
73 eldifi โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐‘† )
74 ssel2 โŠข ( ( ๐‘† โŠ† ๐ต โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต )
75 74 expcom โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ๐‘† โ†’ ( ๐‘† โŠ† ๐ต โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต ) )
76 73 75 syl โŠข ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ( ๐‘† โŠ† ๐ต โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต ) )
77 72 76 syl5com โŠข ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต ) )
78 77 3ad2ant1 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต ) )
79 78 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 โˆง ๐น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต ) )
80 79 imp 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ๐‘ง โˆˆ ๐ต )
81 1 2 48 3 lmodvscl โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) โˆˆ ๐ธ โˆง ๐‘ง โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) โˆˆ ๐ต )
82 64 71 80 81 syl3anc 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น finSupp 0 ) ) โˆง ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) โˆˆ ๐ต )
83 simp2 โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ๐‘€ โˆˆ LMod )
84 83 30 jca โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ ๐’ซ ๐ต โˆง ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) )
85 84 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 โˆง ๐น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) )
86 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 lincresunit2 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ๐บ finSupp 0 )
87 86 5 breqtrdi 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ๐บ finSupp ( 0g โ€˜ ๐‘… ) )
88 2 3 scmfsupp โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โˆง ๐บ finSupp ( 0g โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) finSupp ( 0g โ€˜ ๐‘€ ) )
89 88 6 breqtrrdi โŠข ( ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โˆˆ ๐’ซ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) โˆง ๐บ โˆˆ ( ๐ธ โ†‘m ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) โˆง ๐บ finSupp ( 0g โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) finSupp ๐‘ )
90 85 66 87 89 syl3anc 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) finSupp ๐‘ )
91 1 2 3 6 47 48 11 51 63 82 90 gsumvsmul 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) ) = ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) ) )
92 33 46 91 3eqtr2rd 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น finSupp 0 ) ) โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘‹ ) ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘€ ฮฃg ( ๐‘ง โˆˆ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) โ†ฆ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ง ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ง ) ) ) ) = ( ( ๐น โ†พ ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) ( linC โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘† โˆ– { ๐‘‹ } ) ) )