Metamath Proof Explorer


Theorem nmoleub2lem2

Description: Lemma for nmoleub2a and similar theorems. (Contributed by Mario Carneiro, 19-Oct-2015)

Ref Expression
Hypotheses nmoleub2.n โŠข ๐‘ = ( ๐‘† normOp ๐‘‡ )
nmoleub2.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘† )
nmoleub2.l โŠข ๐ฟ = ( norm โ€˜ ๐‘† )
nmoleub2.m โŠข ๐‘€ = ( norm โ€˜ ๐‘‡ )
nmoleub2.g โŠข ๐บ = ( Scalar โ€˜ ๐‘† )
nmoleub2.w โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐บ )
nmoleub2.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ ( NrmMod โˆฉ โ„‚Mod ) )
nmoleub2.t โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( NrmMod โˆฉ โ„‚Mod ) )
nmoleub2.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘† LMHom ๐‘‡ ) )
nmoleub2.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„* )
nmoleub2.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ โ„+ )
nmoleub2a.5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โ„š โІ ๐พ )
nmoleub2lem2.6 โŠข ( ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘… โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค ๐‘… ) )
nmoleub2lem2.7 โŠข ( ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘… โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… ) )
Assertion nmoleub2lem2 ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โ‰ค ๐ด โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 nmoleub2.n โŠข ๐‘ = ( ๐‘† normOp ๐‘‡ )
2 nmoleub2.v โŠข ๐‘‰ = ( Base โ€˜ ๐‘† )
3 nmoleub2.l โŠข ๐ฟ = ( norm โ€˜ ๐‘† )
4 nmoleub2.m โŠข ๐‘€ = ( norm โ€˜ ๐‘‡ )
5 nmoleub2.g โŠข ๐บ = ( Scalar โ€˜ ๐‘† )
6 nmoleub2.w โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐บ )
7 nmoleub2.s โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ ( NrmMod โˆฉ โ„‚Mod ) )
8 nmoleub2.t โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( NrmMod โˆฉ โ„‚Mod ) )
9 nmoleub2.f โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘† LMHom ๐‘‡ ) )
10 nmoleub2.a โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ด โˆˆ โ„* )
11 nmoleub2.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ โ„+ )
12 nmoleub2a.5 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ โ„š โІ ๐พ )
13 nmoleub2lem2.6 โŠข ( ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘… โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค ๐‘… ) )
14 nmoleub2lem2.7 โŠข ( ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ โˆง ๐‘… โˆˆ โ„ ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… ) )
15 lmghm โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† LMHom ๐‘‡ ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) )
16 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘† ) = ( 0g โ€˜ ๐‘† )
17 eqid โŠข ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) = ( 0g โ€˜ ๐‘‡ )
18 16 17 ghmid โŠข ( ๐น โˆˆ ( ๐‘† GrpHom ๐‘‡ ) โ†’ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) )
19 9 15 18 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) )
20 19 fveq2d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) = ( ๐‘€ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) ) )
21 8 elin1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‡ โˆˆ NrmMod )
22 nlmngp โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ NrmMod โ†’ ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp )
23 4 17 nm0 โŠข ( ๐‘‡ โˆˆ NrmGrp โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) ) = 0 )
24 21 22 23 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘‡ ) ) = 0 )
25 20 24 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) = 0 )
26 25 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) = 0 )
27 26 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) / ๐‘… ) = ( 0 / ๐‘… ) )
28 11 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ โ„+ )
29 28 rpcnd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ โ„‚ )
30 28 rpne0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ๐‘… โ‰  0 )
31 29 30 div0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( 0 / ๐‘… ) = 0 )
32 27 31 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) / ๐‘… ) = 0 )
33 7 elin1d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ NrmMod )
34 nlmngp โŠข ( ๐‘† โˆˆ NrmMod โ†’ ๐‘† โˆˆ NrmGrp )
35 3 16 nm0 โŠข ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = 0 )
36 33 34 35 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = 0 )
37 36 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) = 0 )
38 28 rpgt0d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ 0 < ๐‘… )
39 37 38 eqbrtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) < ๐‘… )
40 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) )
41 40 breq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†” ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) < ๐‘… ) )
42 2fveq3 โŠข ( ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) )
43 42 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) = ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) / ๐‘… ) )
44 43 breq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด โ†” ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) )
45 41 44 imbi12d โŠข ( ๐‘ฅ = ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โ†’ ( ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) โ†” ( ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) )
46 33 34 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘† โˆˆ NrmGrp )
47 2 3 nmcl โŠข ( ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ )
48 46 47 sylan โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ โ„ )
49 11 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘… โˆˆ โ„+ )
50 49 rpred โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ๐‘… โˆˆ โ„ )
51 48 50 14 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… ) )
52 51 imim1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) )
53 52 ralimdva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) )
54 53 imp โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) )
55 ngpgrp โŠข ( ๐‘† โˆˆ NrmGrp โ†’ ๐‘† โˆˆ Grp )
56 2 16 grpidcl โŠข ( ๐‘† โˆˆ Grp โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐‘‰ )
57 46 55 56 3syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐‘‰ )
58 57 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) โˆˆ ๐‘‰ )
59 45 54 58 rspcdva โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) )
60 39 59 mpd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด )
61 32 60 eqbrtrrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
62 simp-4l โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐œ‘ )
63 62 7 syl โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘† โˆˆ ( NrmMod โˆฉ โ„‚Mod ) )
64 62 8 syl โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘‡ โˆˆ ( NrmMod โˆฉ โ„‚Mod ) )
65 62 9 syl โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐น โˆˆ ( ๐‘† LMHom ๐‘‡ ) )
66 62 10 syl โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„* )
67 62 11 syl โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘… โˆˆ โ„+ )
68 62 12 syl โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ โ„š โІ ๐พ )
69 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† )
70 simpllr โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐ด โˆˆ โ„ )
71 61 ad3antrrr โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ 0 โ‰ค ๐ด )
72 simplrl โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ )
73 simplrr โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) )
74 54 ad3antrrr โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) )
75 fveq2 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) )
76 75 breq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†” ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) < ๐‘… ) )
77 2fveq3 โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) ) )
78 77 oveq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) = ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) ) / ๐‘… ) )
79 78 breq1d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) โ†’ ( ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด โ†” ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) )
80 76 79 imbi12d โŠข ( ๐‘ฅ = ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) โ†’ ( ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) โ†” ( ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) )
81 80 rspccv โŠข ( โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) โ†’ ( ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) )
82 74 81 syl โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ( ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) โˆˆ ๐‘‰ โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) < ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ( ๐‘ง ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘† ) ๐‘ฆ ) ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) )
83 simpr โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
84 1 2 3 4 5 6 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 82 83 nmoleub2lem3 โŠข ยฌ ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
85 iman โŠข ( ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†” ยฌ ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โˆง ยฌ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
86 84 85 mpbir โŠข ( ( ( ( ๐œ‘ โˆง โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) โˆง ๐ด โˆˆ โ„ ) โˆง ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฆ โ‰  ( 0g โ€˜ ๐‘† ) ) ) โ†’ ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โ‰ค ( ๐ด ยท ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
87 48 50 13 syl2anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ) โ†’ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰ค ๐‘… ) )
88 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 61 86 87 nmoleub2lem โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐‘ โ€˜ ๐น ) โ‰ค ๐ด โ†” โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐‘‰ ( ( ๐ฟ โ€˜ ๐‘ฅ ) ๐‘‚ ๐‘… โ†’ ( ( ๐‘€ โ€˜ ( ๐น โ€˜ ๐‘ฅ ) ) / ๐‘… ) โ‰ค ๐ด ) ) )