Metamath Proof Explorer


Theorem lmod1lem4

Description: Lemma 4 for lmod1 . (Contributed by AV, 29-Apr-2019)

Ref Expression
Hypothesis lmod1.m โŠข ๐‘€ = ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , { ๐ผ } โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , { โŸจ โŸจ ๐ผ , ๐ผ โŸฉ , ๐ผ โŸฉ } โŸฉ , โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ๐‘… โŸฉ } โˆช { โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) , ๐‘ฆ โˆˆ { ๐ผ } โ†ฆ ๐‘ฆ ) โŸฉ } )
Assertion lmod1lem4 ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) ๐‘Ÿ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) = ( ๐‘ž ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmod1.m โŠข ๐‘€ = ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , { ๐ผ } โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , { โŸจ โŸจ ๐ผ , ๐ผ โŸฉ , ๐ผ โŸฉ } โŸฉ , โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ๐‘… โŸฉ } โˆช { โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) , ๐‘ฆ โˆˆ { ๐ผ } โ†ฆ ๐‘ฆ ) โŸฉ } )
2 fvex โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ V
3 snex โŠข { ๐ผ } โˆˆ V
4 2 3 pm3.2i โŠข ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ V โˆง { ๐ผ } โˆˆ V )
5 4 a1i โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ V โˆง { ๐ผ } โˆˆ V ) )
6 mpoexga โŠข ( ( ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆˆ V โˆง { ๐ผ } โˆˆ V ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) , ๐‘ฆ โˆˆ { ๐ผ } โ†ฆ ๐‘ฆ ) โˆˆ V )
7 1 lmodvsca โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) , ๐‘ฆ โˆˆ { ๐ผ } โ†ฆ ๐‘ฆ ) โˆˆ V โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) , ๐‘ฆ โˆˆ { ๐ผ } โ†ฆ ๐‘ฆ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) )
8 5 6 7 3syl โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) , ๐‘ฆ โˆˆ { ๐ผ } โ†ฆ ๐‘ฆ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) )
9 8 eqcomd โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) , ๐‘ฆ โˆˆ { ๐ผ } โ†ฆ ๐‘ฆ ) )
10 simprr โŠข ( ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โˆง ( ๐‘ฅ = ๐‘ž โˆง ๐‘ฆ = ๐ผ ) ) โ†’ ๐‘ฆ = ๐ผ )
11 simprl โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
12 snidg โŠข ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ๐ผ โˆˆ { ๐ผ } )
13 12 ad2antrr โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ๐ผ โˆˆ { ๐ผ } )
14 9 10 11 13 13 ovmpod โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ๐‘ž ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) = ๐ผ )
15 simprr โŠข ( ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โˆง ( ๐‘ฅ = ๐‘Ÿ โˆง ๐‘ฆ = ๐ผ ) ) โ†’ ๐‘ฆ = ๐ผ )
16 simprr โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
17 9 15 16 13 13 ovmpod โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) = ๐ผ )
18 17 oveq2d โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ๐‘ž ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) ) = ( ๐‘ž ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) )
19 simprr โŠข ( ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โˆง ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) ๐‘Ÿ ) โˆง ๐‘ฆ = ๐ผ ) ) โ†’ ๐‘ฆ = ๐ผ )
20 simplr โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
21 1 lmodsca โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) )
22 21 fveq2d โŠข ( ๐‘… โˆˆ Ring โ†’ ( .r โ€˜ ๐‘… ) = ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) )
23 20 22 syl โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( .r โ€˜ ๐‘… ) = ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) )
24 23 eqcomd โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) = ( .r โ€˜ ๐‘… ) )
25 24 oveqd โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) ๐‘Ÿ ) = ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐‘Ÿ ) )
26 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘… ) = ( Base โ€˜ ๐‘… )
27 eqid โŠข ( .r โ€˜ ๐‘… ) = ( .r โ€˜ ๐‘… )
28 26 27 ringcl โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) โ†’ ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐‘Ÿ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
29 20 11 16 28 syl3anc โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ๐‘… ) ๐‘Ÿ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
30 25 29 eqeltrd โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) ๐‘Ÿ ) โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) )
31 9 19 30 13 13 ovmpod โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) ๐‘Ÿ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) = ๐ผ )
32 14 18 31 3eqtr4rd โŠข ( ( ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘… โˆˆ Ring ) โˆง ( ๐‘ž โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) โˆง ๐‘Ÿ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘… ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ž ( .r โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) ๐‘Ÿ ) ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) = ( ๐‘ž ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐‘Ÿ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐ผ ) ) )