Metamath Proof Explorer


Theorem prjspnval2

Description: Value of the n-dimensional projective space function, expanded. (Contributed by Steven Nguyen, 15-Jul-2023)

Ref Expression
Hypotheses prjspnval2.e โŠข โˆผ = { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) โˆง โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐‘† ๐‘ฅ = ( ๐‘™ ยท ๐‘ฆ ) ) }
prjspnval2.w โŠข ๐‘Š = ( ๐พ freeLMod ( 0 ... ๐‘ ) )
prjspnval2.b โŠข ๐ต = ( ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) } )
prjspnval2.s โŠข ๐‘† = ( Base โ€˜ ๐พ )
prjspnval2.x โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
Assertion prjspnval2 ( ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐พ โˆˆ DivRing ) โ†’ ( ๐‘ โ„™๐•ฃ๐• ๐•›n ๐พ ) = ( ๐ต / โˆผ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 prjspnval2.e โŠข โˆผ = { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) โˆง โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ๐‘† ๐‘ฅ = ( ๐‘™ ยท ๐‘ฆ ) ) }
2 prjspnval2.w โŠข ๐‘Š = ( ๐พ freeLMod ( 0 ... ๐‘ ) )
3 prjspnval2.b โŠข ๐ต = ( ( Base โ€˜ ๐‘Š ) โˆ– { ( 0g โ€˜ ๐‘Š ) } )
4 prjspnval2.s โŠข ๐‘† = ( Base โ€˜ ๐พ )
5 prjspnval2.x โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
6 prjspnval โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐พ โˆˆ DivRing ) โ†’ ( ๐‘ โ„™๐•ฃ๐• ๐•›n ๐พ ) = ( โ„™๐•ฃ๐• ๐•› โ€˜ ( ๐พ freeLMod ( 0 ... ๐‘ ) ) ) )
7 2 fveq2i โŠข ( โ„™๐•ฃ๐• ๐•› โ€˜ ๐‘Š ) = ( โ„™๐•ฃ๐• ๐•› โ€˜ ( ๐พ freeLMod ( 0 ... ๐‘ ) ) )
8 ovex โŠข ( 0 ... ๐‘ ) โˆˆ V
9 2 frlmlvec โŠข ( ( ๐พ โˆˆ DivRing โˆง ( 0 ... ๐‘ ) โˆˆ V ) โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
10 8 9 mpan2 โŠข ( ๐พ โˆˆ DivRing โ†’ ๐‘Š โˆˆ LVec )
11 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
12 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
13 3 5 11 12 prjspval โŠข ( ๐‘Š โˆˆ LVec โ†’ ( โ„™๐•ฃ๐• ๐•› โ€˜ ๐‘Š ) = ( ๐ต / { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) โˆง โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ๐‘ฅ = ( ๐‘™ ยท ๐‘ฆ ) ) } ) )
14 10 13 syl โŠข ( ๐พ โˆˆ DivRing โ†’ ( โ„™๐•ฃ๐• ๐•› โ€˜ ๐‘Š ) = ( ๐ต / { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) โˆง โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ๐‘ฅ = ( ๐‘™ ยท ๐‘ฆ ) ) } ) )
15 1 2 3 4 5 prjspnerlem โŠข ( ๐พ โˆˆ DivRing โ†’ โˆผ = { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) โˆง โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ๐‘ฅ = ( ๐‘™ ยท ๐‘ฆ ) ) } )
16 15 qseq2d โŠข ( ๐พ โˆˆ DivRing โ†’ ( ๐ต / โˆผ ) = ( ๐ต / { โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ โˆฃ ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ต โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ) โˆง โˆƒ ๐‘™ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) ) ๐‘ฅ = ( ๐‘™ ยท ๐‘ฆ ) ) } ) )
17 14 16 eqtr4d โŠข ( ๐พ โˆˆ DivRing โ†’ ( โ„™๐•ฃ๐• ๐•› โ€˜ ๐‘Š ) = ( ๐ต / โˆผ ) )
18 7 17 eqtr3id โŠข ( ๐พ โˆˆ DivRing โ†’ ( โ„™๐•ฃ๐• ๐•› โ€˜ ( ๐พ freeLMod ( 0 ... ๐‘ ) ) ) = ( ๐ต / โˆผ ) )
19 18 adantl โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐พ โˆˆ DivRing ) โ†’ ( โ„™๐•ฃ๐• ๐•› โ€˜ ( ๐พ freeLMod ( 0 ... ๐‘ ) ) ) = ( ๐ต / โˆผ ) )
20 6 19 eqtrd โŠข ( ( ๐‘ โˆˆ โ„•0 โˆง ๐พ โˆˆ DivRing ) โ†’ ( ๐‘ โ„™๐•ฃ๐• ๐•›n ๐พ ) = ( ๐ต / โˆผ ) )