Metamath Proof Explorer


Theorem rrgsupp

Description: Left multiplication by a left regular element does not change the support set of a vector. (Contributed by Stefan O'Rear, 28-Mar-2015) (Revised by AV, 20-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses rrgval.e โŠข ๐ธ = ( RLReg โ€˜ ๐‘… )
rrgval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
rrgval.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
rrgval.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
rrgsupp.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ )
rrgsupp.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
rrgsupp.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ธ )
rrgsupp.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ : ๐ผ โŸถ ๐ต )
Assertion rrgsupp ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) supp 0 ) = ( ๐‘Œ supp 0 ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 rrgval.e โŠข ๐ธ = ( RLReg โ€˜ ๐‘… )
2 rrgval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘… )
3 rrgval.t โŠข ยท = ( .r โ€˜ ๐‘… )
4 rrgval.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘… )
5 rrgsupp.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ )
6 rrgsupp.r โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
7 rrgsupp.x โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ธ )
8 rrgsupp.y โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ : ๐ผ โŸถ ๐ต )
9 7 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ธ )
10 fvexd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) โˆˆ V )
11 fconstmpt โŠข ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ๐‘‹ )
12 11 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ๐‘‹ ) )
13 8 feqmptd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
14 5 9 10 12 13 offval2 โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
15 14 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) )
16 15 fveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฅ ) )
17 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ )
18 ovex โŠข ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ V
19 fveq2 โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) = ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) )
20 19 oveq2d โŠข ( ๐‘ฆ = ๐‘ฅ โ†’ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
21 eqid โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
22 20 21 fvmptg โŠข ( ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆง ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โˆˆ V ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
23 17 18 22 sylancl โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
24 16 23 eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
25 24 neeq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 โ†” ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰  0 ) )
26 25 rabbidva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 } = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰  0 } )
27 6 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐‘… โˆˆ Ring )
28 7 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐‘‹ โˆˆ ๐ธ )
29 8 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ต )
30 1 2 3 4 rrgeq0 โŠข ( ( ๐‘… โˆˆ Ring โˆง ๐‘‹ โˆˆ ๐ธ โˆง ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = 0 โ†” ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) )
31 27 28 29 30 syl3anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = 0 โ†” ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 ) )
32 31 necon3bid โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰  0 โ†” ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 ) )
33 32 rabbidva โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) ) โ‰  0 } = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 } )
34 26 33 eqtrd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 } = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 } )
35 ovex โŠข ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) โˆˆ V
36 35 21 fnmpti โŠข ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) Fn ๐ผ
37 fneq1 โŠข ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) Fn ๐ผ โ†” ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) Fn ๐ผ ) )
38 36 37 mpbiri โŠข ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) = ( ๐‘ฆ โˆˆ ๐ผ โ†ฆ ( ๐‘‹ ยท ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) ) โ†’ ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) Fn ๐ผ )
39 14 38 syl โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) Fn ๐ผ )
40 4 fvexi โŠข 0 โˆˆ V
41 40 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โˆˆ V )
42 suppvalfn โŠข ( ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) Fn ๐ผ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง 0 โˆˆ V ) โ†’ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) supp 0 ) = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 } )
43 39 5 41 42 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) supp 0 ) = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 } )
44 8 ffnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ Fn ๐ผ )
45 suppvalfn โŠข ( ( ๐‘Œ Fn ๐ผ โˆง ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง 0 โˆˆ V ) โ†’ ( ๐‘Œ supp 0 ) = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 } )
46 44 5 41 45 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐‘Œ supp 0 ) = { ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ โˆฃ ( ๐‘Œ โ€˜ ๐‘ฅ ) โ‰  0 } )
47 34 43 46 3eqtr4d โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ( ๐ผ ร— { ๐‘‹ } ) โˆ˜f ยท ๐‘Œ ) supp 0 ) = ( ๐‘Œ supp 0 ) )