Metamath Proof Explorer


Theorem mendbas

Description: Base set of the module endomorphism algebra. (Contributed by Stefan O'Rear, 2-Sep-2015)

Ref Expression
Hypothesis mendbas.a โŠข ๐ด = ( MEndo โ€˜ ๐‘€ )
Assertion mendbas ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) = ( Base โ€˜ ๐ด )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mendbas.a โŠข ๐ด = ( MEndo โ€˜ ๐‘€ )
2 ovex โŠข ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โˆˆ V
3 eqid โŠข ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } ) = ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } )
4 3 algbase โŠข ( ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โˆˆ V โ†’ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) = ( Base โ€˜ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } ) ) )
5 2 4 mp1i โŠข ( ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) = ( Base โ€˜ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } ) ) )
6 eqid โŠข ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) = ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ )
7 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) )
8 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) )
9 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘€ )
10 eqid โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) )
11 6 7 8 9 10 mendval โŠข ( ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ( MEndo โ€˜ ๐‘€ ) = ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } ) )
12 1 11 eqtrid โŠข ( ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ๐ด = ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } ) )
13 12 fveq2d โŠข ( ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ( Base โ€˜ ๐ด ) = ( Base โ€˜ ( { โŸจ ( Base โ€˜ ndx ) , ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( +g โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜f ( +g โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ , โŸจ ( .r โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆ˜ ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } โˆช { โŸจ ( Scalar โ€˜ ndx ) , ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) โŸฉ , โŸจ ( ยท๐‘  โ€˜ ndx ) , ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) โ†ฆ ( ( ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ร— { ๐‘ฅ } ) โˆ˜f ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) โŸฉ } ) ) )
14 5 13 eqtr4d โŠข ( ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) = ( Base โ€˜ ๐ด ) )
15 base0 โŠข โˆ… = ( Base โ€˜ โˆ… )
16 reldmlmhm โŠข Rel dom LMHom
17 16 ovprc1 โŠข ( ยฌ ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) = โˆ… )
18 fvprc โŠข ( ยฌ ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ( MEndo โ€˜ ๐‘€ ) = โˆ… )
19 1 18 eqtrid โŠข ( ยฌ ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ๐ด = โˆ… )
20 19 fveq2d โŠข ( ยฌ ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ( Base โ€˜ ๐ด ) = ( Base โ€˜ โˆ… ) )
21 15 17 20 3eqtr4a โŠข ( ยฌ ๐‘€ โˆˆ V โ†’ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) = ( Base โ€˜ ๐ด ) )
22 14 21 pm2.61i โŠข ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) = ( Base โ€˜ ๐ด )