Metamath Proof Explorer


Theorem scaffval

Description: The scalar multiplication operation as a function. (Contributed by Mario Carneiro, 5-Oct-2015) (Proof shortened by AV, 2-Mar-2024)

Ref Expression
Hypotheses scaffval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
scaffval.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
scaffval.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
scaffval.a โŠข โˆ™ = ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š )
scaffval.s โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
Assertion scaffval โˆ™ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 scaffval.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
2 scaffval.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
3 scaffval.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
4 scaffval.a โŠข โˆ™ = ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š )
5 scaffval.s โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
6 fveq2 โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘ค ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š ) )
7 6 2 eqtr4di โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘ค ) = ๐น )
8 7 fveq2d โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ค ) ) = ( Base โ€˜ ๐น ) )
9 8 3 eqtr4di โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ค ) ) = ๐พ )
10 fveq2 โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘ค ) = ( Base โ€˜ ๐‘Š ) )
11 10 1 eqtr4di โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘ค ) = ๐ต )
12 fveq2 โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ค ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š ) )
13 12 5 eqtr4di โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ค ) = ยท )
14 13 oveqd โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ค ) ๐‘ฆ ) = ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) )
15 9 11 14 mpoeq123dv โŠข ( ๐‘ค = ๐‘Š โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ค ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ค ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ค ) ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) ) )
16 df-scaf โŠข ยทsf = ( ๐‘ค โˆˆ V โ†ฆ ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘ค ) ) , ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘ค ) โ†ฆ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘ค ) ๐‘ฆ ) ) )
17 3 fvexi โŠข ๐พ โˆˆ V
18 1 fvexi โŠข ๐ต โˆˆ V
19 5 fvexi โŠข ยท โˆˆ V
20 19 rnex โŠข ran ยท โˆˆ V
21 p0ex โŠข { โˆ… } โˆˆ V
22 20 21 unex โŠข ( ran ยท โˆช { โˆ… } ) โˆˆ V
23 df-ov โŠข ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) = ( ยท โ€˜ โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ )
24 fvrn0 โŠข ( ยท โ€˜ โŸจ ๐‘ฅ , ๐‘ฆ โŸฉ ) โˆˆ ( ran ยท โˆช { โˆ… } )
25 23 24 eqeltri โŠข ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ( ran ยท โˆช { โˆ… } )
26 25 rgen2w โŠข โˆ€ ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ โˆ€ ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) โˆˆ ( ran ยท โˆช { โˆ… } )
27 17 18 22 26 mpoexw โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) ) โˆˆ V
28 15 16 27 fvmpt โŠข ( ๐‘Š โˆˆ V โ†’ ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) ) )
29 fvprc โŠข ( ยฌ ๐‘Š โˆˆ V โ†’ ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) = โˆ… )
30 fvprc โŠข ( ยฌ ๐‘Š โˆˆ V โ†’ ( Base โ€˜ ๐‘Š ) = โˆ… )
31 1 30 eqtrid โŠข ( ยฌ ๐‘Š โˆˆ V โ†’ ๐ต = โˆ… )
32 31 olcd โŠข ( ยฌ ๐‘Š โˆˆ V โ†’ ( ๐พ = โˆ… โˆจ ๐ต = โˆ… ) )
33 0mpo0 โŠข ( ( ๐พ = โˆ… โˆจ ๐ต = โˆ… ) โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) ) = โˆ… )
34 32 33 syl โŠข ( ยฌ ๐‘Š โˆˆ V โ†’ ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) ) = โˆ… )
35 29 34 eqtr4d โŠข ( ยฌ ๐‘Š โˆˆ V โ†’ ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) ) )
36 28 35 pm2.61i โŠข ( ยทsf โ€˜ ๐‘Š ) = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) )
37 4 36 eqtri โŠข โˆ™ = ( ๐‘ฅ โˆˆ ๐พ , ๐‘ฆ โˆˆ ๐ต โ†ฆ ( ๐‘ฅ ยท ๐‘ฆ ) )