Metamath Proof Explorer


Theorem mptscmfsupp0

Description: A mapping to a scalar product is finitely supported if the mapping to the scalar is finitely supported. (Contributed by AV, 5-Oct-2019)

Ref Expression
Hypotheses mptscmfsupp0.d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ๐‘‰ )
mptscmfsupp0.q โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ LMod )
mptscmfsupp0.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) )
mptscmfsupp0.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘„ )
mptscmfsupp0.s โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘† โˆˆ ๐ต )
mptscmfsupp0.w โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ ๐พ )
mptscmfsupp0.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘„ )
mptscmfsupp0.z โŠข ๐‘ = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
mptscmfsupp0.m โŠข โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ )
mptscmfsupp0.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) finSupp ๐‘ )
Assertion mptscmfsupp0 ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) finSupp 0 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 mptscmfsupp0.d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ท โˆˆ ๐‘‰ )
2 mptscmfsupp0.q โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘„ โˆˆ LMod )
3 mptscmfsupp0.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) )
4 mptscmfsupp0.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐‘„ )
5 mptscmfsupp0.s โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘† โˆˆ ๐ต )
6 mptscmfsupp0.w โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ ๐พ )
7 mptscmfsupp0.0 โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘„ )
8 mptscmfsupp0.z โŠข ๐‘ = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
9 mptscmfsupp0.m โŠข โˆ— = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘„ )
10 mptscmfsupp0.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) finSupp ๐‘ )
11 1 mptexd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โˆˆ V )
12 funmpt โŠข Fun ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) )
13 12 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ Fun ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) )
14 7 fvexi โŠข 0 โˆˆ V
15 14 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โˆˆ V )
16 10 fsuppimpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) supp ๐‘ ) โˆˆ Fin )
17 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘‘ โˆˆ ๐ท )
18 5 ralrimiva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ๐‘† โˆˆ ๐ต )
19 18 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ๐‘† โˆˆ ๐ต )
20 rspcsbela โŠข ( ( ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆง โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ๐‘† โˆˆ ๐ต ) โ†’ โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆˆ ๐ต )
21 17 19 20 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆˆ ๐ต )
22 eqid โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† )
23 22 fvmpts โŠข ( ( ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆง โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) โ€˜ ๐‘‘ ) = โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† )
24 17 21 23 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) โ€˜ ๐‘‘ ) = โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† )
25 24 eqeq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) โ€˜ ๐‘‘ ) = ๐‘ โ†” โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† = ๐‘ ) )
26 oveq1 โŠข ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† = ๐‘ โ†’ ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) = ( ๐‘ โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) )
27 3 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘… = ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) )
28 27 fveq2d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘… ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) ) )
29 8 28 eqtrid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘ = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) ) )
30 29 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ๐‘ โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) = ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) ) โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) )
31 2 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ๐‘„ โˆˆ LMod )
32 6 ralrimiva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ๐‘Š โˆˆ ๐พ )
33 32 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ๐‘Š โˆˆ ๐พ )
34 rspcsbela โŠข ( ( ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆง โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ๐‘Š โˆˆ ๐พ ) โ†’ โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š โˆˆ ๐พ )
35 17 33 34 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š โˆˆ ๐พ )
36 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘„ )
37 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) ) = ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) )
38 4 36 9 37 7 lmod0vs โŠข ( ( ๐‘„ โˆˆ LMod โˆง โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š โˆˆ ๐พ ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) ) โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) = 0 )
39 31 35 38 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( 0g โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘„ ) ) โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) = 0 )
40 30 39 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ๐‘ โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) = 0 )
41 26 40 sylan9eqr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โˆง โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† = ๐‘ ) โ†’ ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) = 0 )
42 csbov12g โŠข ( ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โ†’ โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) = ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) )
43 42 adantl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) = ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) )
44 ovex โŠข ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) โˆˆ V
45 43 44 eqeltrdi โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) โˆˆ V )
46 eqid โŠข ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) = ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) )
47 46 fvmpts โŠข ( ( ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆง โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) โˆˆ V ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) = โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) )
48 17 45 47 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) = โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) )
49 48 43 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) = ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) )
50 49 eqeq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) = 0 โ†” ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) = 0 ) )
51 50 adantr โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โˆง โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† = ๐‘ ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) = 0 โ†” ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† โˆ— โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘Š ) = 0 ) )
52 41 51 mpbird โŠข ( ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โˆง โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† = ๐‘ ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) = 0 )
53 52 ex โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( โฆ‹ ๐‘‘ / ๐‘˜ โฆŒ ๐‘† = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) = 0 ) )
54 25 53 sylbid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) โ€˜ ๐‘‘ ) = ๐‘ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) = 0 ) )
55 54 necon3d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘‘ โˆˆ ๐ท ) โ†’ ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) โ‰  0 โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) โ€˜ ๐‘‘ ) โ‰  ๐‘ ) )
56 55 ss2rabdv โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆฃ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) โ‰  0 } โІ { ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆฃ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) โ€˜ ๐‘‘ ) โ‰  ๐‘ } )
57 ovex โŠข ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) โˆˆ V
58 57 rgenw โŠข โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) โˆˆ V
59 46 fnmpt โŠข ( โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) โˆˆ V โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) Fn ๐ท )
60 58 59 mp1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) Fn ๐ท )
61 suppvalfn โŠข ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) Fn ๐ท โˆง ๐ท โˆˆ ๐‘‰ โˆง 0 โˆˆ V ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) supp 0 ) = { ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆฃ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) โ‰  0 } )
62 60 1 15 61 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) supp 0 ) = { ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆฃ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โ€˜ ๐‘‘ ) โ‰  0 } )
63 22 fnmpt โŠข ( โˆ€ ๐‘˜ โˆˆ ๐ท ๐‘† โˆˆ ๐ต โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) Fn ๐ท )
64 18 63 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) Fn ๐ท )
65 8 fvexi โŠข ๐‘ โˆˆ V
66 65 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘ โˆˆ V )
67 suppvalfn โŠข ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) Fn ๐ท โˆง ๐ท โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ โˆˆ V ) โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) supp ๐‘ ) = { ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆฃ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) โ€˜ ๐‘‘ ) โ‰  ๐‘ } )
68 64 1 66 67 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) supp ๐‘ ) = { ๐‘‘ โˆˆ ๐ท โˆฃ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) โ€˜ ๐‘‘ ) โ‰  ๐‘ } )
69 56 62 68 3sstr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) supp 0 ) โІ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) supp ๐‘ ) )
70 suppssfifsupp โŠข ( ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โˆˆ V โˆง Fun ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) โˆง 0 โˆˆ V ) โˆง ( ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) supp ๐‘ ) โˆˆ Fin โˆง ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) supp 0 ) โІ ( ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ๐‘† ) supp ๐‘ ) ) ) โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) finSupp 0 )
71 11 13 15 16 69 70 syl32anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘˜ โˆˆ ๐ท โ†ฆ ( ๐‘† โˆ— ๐‘Š ) ) finSupp 0 )