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Theorem frlmup1

Description: Any assignment of unit vectors to target vectors can be extended (uniquely) to a homomorphism from a free module to an arbitrary other module on the same base ring. (Contributed by Stefan O'Rear, 7-Feb-2015) (Proof shortened by AV, 21-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses frlmup.f ⊢ F = R freeLMod I
frlmup.b ⊢ B = Base F
frlmup.c ⊢ C = Base T
frlmup.v ⊢ · ˙ = ⋅ T
frlmup.e ⊢ E = x ∈ B ⟼ ∑ T x · ˙ f A
frlmup.t ⊢ φ → T ∈ LMod
frlmup.i ⊢ φ → I ∈ X
frlmup.r ⊢ φ → R = Scalar ⁡ T
frlmup.a ⊢ φ → A : I ⟶ C
Assertion frlmup1 ⊢ φ → E ∈ F LMHom T

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 frlmup.f ⊢ F = R freeLMod I
2 frlmup.b ⊢ B = Base F
3 frlmup.c ⊢ C = Base T
4 frlmup.v ⊢ · ˙ = ⋅ T
5 frlmup.e ⊢ E = x ∈ B ⟼ ∑ T x · ˙ f A
6 frlmup.t ⊢ φ → T ∈ LMod
7 frlmup.i ⊢ φ → I ∈ X
8 frlmup.r ⊢ φ → R = Scalar ⁡ T
9 frlmup.a ⊢ φ → A : I ⟶ C
10 eqid ⊢ ⋅ F = ⋅ F
11 eqid ⊢ Scalar ⁡ F = Scalar ⁡ F
12 eqid ⊢ Scalar ⁡ T = Scalar ⁡ T
13 eqid ⊢ Base Scalar ⁡ F = Base Scalar ⁡ F
14 12 lmodring ⊢ T ∈ LMod → Scalar ⁡ T ∈ Ring
15 6 14 syl ⊢ φ → Scalar ⁡ T ∈ Ring
16 8 15 eqeltrd ⊢ φ → R ∈ Ring
17 1 frlmlmod ⊢ R ∈ Ring ∧ I ∈ X → F ∈ LMod
18 16 7 17 syl2anc ⊢ φ → F ∈ LMod
19 1 frlmsca ⊢ R ∈ Ring ∧ I ∈ X → R = Scalar ⁡ F
20 16 7 19 syl2anc ⊢ φ → R = Scalar ⁡ F
21 8 20 eqtr3d ⊢ φ → Scalar ⁡ T = Scalar ⁡ F
22 eqid ⊢ + F = + F
23 eqid ⊢ + T = + T
24 lmodgrp ⊢ F ∈ LMod → F ∈ Grp
25 18 24 syl ⊢ φ → F ∈ Grp
26 lmodgrp ⊢ T ∈ LMod → T ∈ Grp
27 6 26 syl ⊢ φ → T ∈ Grp
28 eleq1w ⊢ z = x → z ∈ B ↔ x ∈ B
29 28 anbi2d ⊢ z = x → φ ∧ z ∈ B ↔ φ ∧ x ∈ B
30 oveq1 ⊢ z = x → z · ˙ f A = x · ˙ f A
31 30 oveq2d ⊢ z = x → ∑ T z · ˙ f A = ∑ T x · ˙ f A
32 31 eleq1d ⊢ z = x → ∑ T z · ˙ f A ∈ C ↔ ∑ T x · ˙ f A ∈ C
33 29 32 imbi12d ⊢ z = x → φ ∧ z ∈ B → ∑ T z · ˙ f A ∈ C ↔ φ ∧ x ∈ B → ∑ T x · ˙ f A ∈ C
34 eqid ⊢ 0 T = 0 T
35 lmodcmn ⊢ T ∈ LMod → T ∈ CMnd
36 6 35 syl ⊢ φ → T ∈ CMnd
37 36 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ B → T ∈ CMnd
38 7 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ B → I ∈ X
39 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ C → T ∈ LMod
40 simprl ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ C → x ∈ Base R
41 8 fveq2d ⊢ φ → Base R = Base Scalar ⁡ T
42 41 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ C → Base R = Base Scalar ⁡ T
43 40 42 eleqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ C → x ∈ Base Scalar ⁡ T
44 simprr ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ C → y ∈ C
45 eqid ⊢ Base Scalar ⁡ T = Base Scalar ⁡ T
46 3 12 4 45 lmodvscl ⊢ T ∈ LMod ∧ x ∈ Base Scalar ⁡ T ∧ y ∈ C → x · ˙ y ∈ C
47 39 43 44 46 syl3anc ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ Base R ∧ y ∈ C → x · ˙ y ∈ C
48 eqid ⊢ Base R = Base R
49 1 48 2 frlmbasf ⊢ I ∈ X ∧ z ∈ B → z : I ⟶ Base R
50 7 49 sylan ⊢ φ ∧ z ∈ B → z : I ⟶ Base R
51 9 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ B → A : I ⟶ C
52 inidm ⊢ I ∩ I = I
53 47 50 51 38 38 52 off ⊢ φ ∧ z ∈ B → z · ˙ f A : I ⟶ C
54 ovexd ⊢ φ ∧ z ∈ B → z · ˙ f A ∈ V
55 53 ffund ⊢ φ ∧ z ∈ B → Fun ⁡ z · ˙ f A
56 fvexd ⊢ φ ∧ z ∈ B → 0 T ∈ V
57 eqid ⊢ 0 R = 0 R
58 1 57 2 frlmbasfsupp ⊢ I ∈ X ∧ z ∈ B → finSupp 0 R⁡ z
59 7 58 sylan ⊢ φ ∧ z ∈ B → finSupp 0 R⁡ z
60 8 fveq2d ⊢ φ → 0 R = 0 Scalar ⁡ T
61 60 eqcomd ⊢ φ → 0 Scalar ⁡ T = 0 R
62 61 breq2d ⊢ φ → finSupp 0 Scalar ⁡ T ⁡ z ↔ finSupp 0 R⁡ z
63 62 adantr ⊢ φ ∧ z ∈ B → finSupp 0 Scalar ⁡ T ⁡ z ↔ finSupp 0 R⁡ z
64 59 63 mpbird ⊢ φ ∧ z ∈ B → finSupp 0 Scalar ⁡ T ⁡ z
65 64 fsuppimpd ⊢ φ ∧ z ∈ B → z supp 0 Scalar ⁡ T ∈ Fin
66 ssidd ⊢ φ ∧ z ∈ B → z supp 0 Scalar ⁡ T ⊆ z supp 0 Scalar ⁡ T
67 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ w ∈ C → T ∈ LMod
68 eqid ⊢ 0 Scalar ⁡ T = 0 Scalar ⁡ T
69 3 12 4 68 34 lmod0vs ⊢ T ∈ LMod ∧ w ∈ C → 0 Scalar ⁡ T · ˙ w = 0 T
70 67 69 sylancom ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ w ∈ C → 0 Scalar ⁡ T · ˙ w = 0 T
71 fvexd ⊢ φ ∧ z ∈ B → 0 Scalar ⁡ T ∈ V
72 66 70 50 51 38 71 suppssof1 ⊢ φ ∧ z ∈ B → z · ˙ f A supp 0 T ⊆ z supp 0 Scalar ⁡ T
73 suppssfifsupp ⊢ z · ˙ f A ∈ V ∧ Fun ⁡ z · ˙ f A ∧ 0 T ∈ V ∧ z supp 0 Scalar ⁡ T ∈ Fin ∧ z · ˙ f A supp 0 T ⊆ z supp 0 Scalar ⁡ T → finSupp 0 T⁡ z · ˙ f A
74 54 55 56 65 72 73 syl32anc ⊢ φ ∧ z ∈ B → finSupp 0 T⁡ z · ˙ f A
75 3 34 37 38 53 74 gsumcl ⊢ φ ∧ z ∈ B → ∑ T z · ˙ f A ∈ C
76 33 75 chvarvv ⊢ φ ∧ x ∈ B → ∑ T x · ˙ f A ∈ C
77 76 5 fmptd ⊢ φ → E : B ⟶ C
78 36 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → T ∈ CMnd
79 7 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → I ∈ X
80 eleq1w ⊢ z = y → z ∈ B ↔ y ∈ B
81 80 anbi2d ⊢ z = y → φ ∧ z ∈ B ↔ φ ∧ y ∈ B
82 oveq1 ⊢ z = y → z · ˙ f A = y · ˙ f A
83 82 feq1d ⊢ z = y → z · ˙ f A : I ⟶ C ↔ y · ˙ f A : I ⟶ C
84 81 83 imbi12d ⊢ z = y → φ ∧ z ∈ B → z · ˙ f A : I ⟶ C ↔ φ ∧ y ∈ B → y · ˙ f A : I ⟶ C
85 84 53 chvarvv ⊢ φ ∧ y ∈ B → y · ˙ f A : I ⟶ C
86 85 adantrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y · ˙ f A : I ⟶ C
87 53 adantrl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → z · ˙ f A : I ⟶ C
88 82 breq1d ⊢ z = y → finSupp 0 T⁡ z · ˙ f A ↔ finSupp 0 T⁡ y · ˙ f A
89 81 88 imbi12d ⊢ z = y → φ ∧ z ∈ B → finSupp 0 T⁡ z · ˙ f A ↔ φ ∧ y ∈ B → finSupp 0 T⁡ y · ˙ f A
90 89 74 chvarvv ⊢ φ ∧ y ∈ B → finSupp 0 T⁡ y · ˙ f A
91 90 adantrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → finSupp 0 T⁡ y · ˙ f A
92 74 adantrl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → finSupp 0 T⁡ z · ˙ f A
93 3 34 23 78 79 86 87 91 92 gsumadd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → ∑ T y · ˙ f A + T f z · ˙ f A = ∑ T y · ˙ f A + T ∑ T z · ˙ f A
94 2 22 lmodvacl ⊢ F ∈ LMod ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + F z ∈ B
95 94 3expb ⊢ F ∈ LMod ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + F z ∈ B
96 18 95 sylan ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + F z ∈ B
97 oveq1 ⊢ x = y + F z → x · ˙ f A = y + F z · ˙ f A
98 97 oveq2d ⊢ x = y + F z → ∑ T x · ˙ f A = ∑ T y + F z · ˙ f A
99 ovex ⊢ ∑ T y + F z · ˙ f A ∈ V
100 98 5 99 fvmpt ⊢ y + F z ∈ B → E ⁡ y + F z = ∑ T y + F z · ˙ f A
101 96 100 syl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → E ⁡ y + F z = ∑ T y + F z · ˙ f A
102 16 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → R ∈ Ring
103 simprl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y ∈ B
104 simprr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → z ∈ B
105 eqid ⊢ + R = + R
106 1 2 102 79 103 104 105 22 frlmplusgval ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + F z = y + R f z
107 106 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + F z · ˙ f A = y + R f z · ˙ f A
108 1 48 2 frlmbasf ⊢ I ∈ X ∧ y ∈ B → y : I ⟶ Base R
109 7 108 sylan ⊢ φ ∧ y ∈ B → y : I ⟶ Base R
110 109 adantrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y : I ⟶ Base R
111 110 ffnd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y Fn I
112 50 adantrl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → z : I ⟶ Base R
113 112 ffnd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → z Fn I
114 111 113 79 79 52 offn ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + R f z Fn I
115 9 ffnd ⊢ φ → A Fn I
116 115 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → A Fn I
117 114 116 79 79 52 offn ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + R f z · ˙ f A Fn I
118 85 ffnd ⊢ φ ∧ y ∈ B → y · ˙ f A Fn I
119 118 adantrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y · ˙ f A Fn I
120 53 ffnd ⊢ φ ∧ z ∈ B → z · ˙ f A Fn I
121 120 adantrl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → z · ˙ f A Fn I
122 119 121 79 79 52 offn ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y · ˙ f A + T f z · ˙ f A Fn I
123 8 fveq2d ⊢ φ → + R = + Scalar ⁡ T
124 123 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → + R = + Scalar ⁡ T
125 124 oveqd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⁡ x + R z ⁡ x = y ⁡ x + Scalar ⁡ T z ⁡ x
126 125 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⁡ x + R z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y ⁡ x + Scalar ⁡ T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
127 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → T ∈ LMod
128 110 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⁡ x ∈ Base R
129 41 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → Base R = Base Scalar ⁡ T
130 128 129 eleqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⁡ x ∈ Base Scalar ⁡ T
131 112 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z ⁡ x ∈ Base R
132 131 129 eleqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z ⁡ x ∈ Base Scalar ⁡ T
133 9 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → A : I ⟶ C
134 133 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → A ⁡ x ∈ C
135 eqid ⊢ + Scalar ⁡ T = + Scalar ⁡ T
136 3 23 12 4 45 135 lmodvsdir ⊢ T ∈ LMod ∧ y ⁡ x ∈ Base Scalar ⁡ T ∧ z ⁡ x ∈ Base Scalar ⁡ T ∧ A ⁡ x ∈ C → y ⁡ x + Scalar ⁡ T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y ⁡ x · ˙ A ⁡ x + T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
137 127 130 132 134 136 syl13anc ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⁡ x + Scalar ⁡ T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y ⁡ x · ˙ A ⁡ x + T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
138 126 137 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⁡ x + R z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y ⁡ x · ˙ A ⁡ x + T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
139 111 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y Fn I
140 113 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z Fn I
141 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → I ∈ X
142 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → x ∈ I
143 fnfvof ⊢ y Fn I ∧ z Fn I ∧ I ∈ X ∧ x ∈ I → y + R f z ⁡ x = y ⁡ x + R z ⁡ x
144 139 140 141 142 143 syl22anc ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y + R f z ⁡ x = y ⁡ x + R z ⁡ x
145 144 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y + R f z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y ⁡ x + R z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
146 115 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → A Fn I
147 fnfvof ⊢ y Fn I ∧ A Fn I ∧ I ∈ X ∧ x ∈ I → y · ˙ f A ⁡ x = y ⁡ x · ˙ A ⁡ x
148 139 146 141 142 147 syl22anc ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y · ˙ f A ⁡ x = y ⁡ x · ˙ A ⁡ x
149 fnfvof ⊢ z Fn I ∧ A Fn I ∧ I ∈ X ∧ x ∈ I → z · ˙ f A ⁡ x = z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
150 140 146 141 142 149 syl22anc ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z · ˙ f A ⁡ x = z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
151 148 150 oveq12d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y · ˙ f A ⁡ x + T z · ˙ f A ⁡ x = y ⁡ x · ˙ A ⁡ x + T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
152 138 145 151 3eqtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y + R f z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y · ˙ f A ⁡ x + T z · ˙ f A ⁡ x
153 114 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y + R f z Fn I
154 fnfvof ⊢ y + R f z Fn I ∧ A Fn I ∧ I ∈ X ∧ x ∈ I → y + R f z · ˙ f A ⁡ x = y + R f z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
155 153 146 141 142 154 syl22anc ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y + R f z · ˙ f A ⁡ x = y + R f z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
156 119 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y · ˙ f A Fn I
157 121 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z · ˙ f A Fn I
158 fnfvof ⊢ y · ˙ f A Fn I ∧ z · ˙ f A Fn I ∧ I ∈ X ∧ x ∈ I → y · ˙ f A + T f z · ˙ f A ⁡ x = y · ˙ f A ⁡ x + T z · ˙ f A ⁡ x
159 156 157 141 142 158 syl22anc ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y · ˙ f A + T f z · ˙ f A ⁡ x = y · ˙ f A ⁡ x + T z · ˙ f A ⁡ x
160 152 155 159 3eqtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y + R f z · ˙ f A ⁡ x = y · ˙ f A + T f z · ˙ f A ⁡ x
161 117 122 160 eqfnfvd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + R f z · ˙ f A = y · ˙ f A + T f z · ˙ f A
162 107 161 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → y + F z · ˙ f A = y · ˙ f A + T f z · ˙ f A
163 162 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → ∑ T y + F z · ˙ f A = ∑ T y · ˙ f A + T f z · ˙ f A
164 101 163 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → E ⁡ y + F z = ∑ T y · ˙ f A + T f z · ˙ f A
165 oveq1 ⊢ x = y → x · ˙ f A = y · ˙ f A
166 165 oveq2d ⊢ x = y → ∑ T x · ˙ f A = ∑ T y · ˙ f A
167 ovex ⊢ ∑ T y · ˙ f A ∈ V
168 166 5 167 fvmpt ⊢ y ∈ B → E ⁡ y = ∑ T y · ˙ f A
169 168 ad2antrl ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → E ⁡ y = ∑ T y · ˙ f A
170 oveq1 ⊢ x = z → x · ˙ f A = z · ˙ f A
171 170 oveq2d ⊢ x = z → ∑ T x · ˙ f A = ∑ T z · ˙ f A
172 ovex ⊢ ∑ T z · ˙ f A ∈ V
173 171 5 172 fvmpt ⊢ z ∈ B → E ⁡ z = ∑ T z · ˙ f A
174 173 ad2antll ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → E ⁡ z = ∑ T z · ˙ f A
175 169 174 oveq12d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → E ⁡ y + T E ⁡ z = ∑ T y · ˙ f A + T ∑ T z · ˙ f A
176 93 164 175 3eqtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ B ∧ z ∈ B → E ⁡ y + F z = E ⁡ y + T E ⁡ z
177 2 3 22 23 25 27 77 176 isghmd ⊢ φ → E ∈ F GrpHom T
178 6 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → T ∈ LMod
179 7 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → I ∈ X
180 21 fveq2d ⊢ φ → Base Scalar ⁡ T = Base Scalar ⁡ F
181 180 eleq2d ⊢ φ → y ∈ Base Scalar ⁡ T ↔ y ∈ Base Scalar ⁡ F
182 181 biimpar ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F → y ∈ Base Scalar ⁡ T
183 182 adantrr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ∈ Base Scalar ⁡ T
184 53 adantrl ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → z · ˙ f A : I ⟶ C
185 184 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z · ˙ f A ⁡ x ∈ C
186 53 feqmptd ⊢ φ ∧ z ∈ B → z · ˙ f A = x ∈ I ⟼ z · ˙ f A ⁡ x
187 186 74 eqbrtrrd ⊢ φ ∧ z ∈ B → finSupp 0 T⁡ x ∈ I ⟼ z · ˙ f A ⁡ x
188 187 adantrl ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → finSupp 0 T⁡ x ∈ I ⟼ z · ˙ f A ⁡ x
189 3 12 45 34 23 4 178 179 183 185 188 gsumvsmul ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → ∑ T x ∈ I y · ˙ z · ˙ f A ⁡ x = y · ˙ ∑ T x ∈ I z · ˙ f A ⁡ x
190 18 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → F ∈ LMod
191 simprl ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ∈ Base Scalar ⁡ F
192 simprr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → z ∈ B
193 2 11 10 13 lmodvscl ⊢ F ∈ LMod ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ⋅ F z ∈ B
194 190 191 192 193 syl3anc ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ⋅ F z ∈ B
195 1 48 2 frlmbasf ⊢ I ∈ X ∧ y ⋅ F z ∈ B → y ⋅ F z : I ⟶ Base R
196 179 194 195 syl2anc ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ⋅ F z : I ⟶ Base R
197 196 ffnd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ⋅ F z Fn I
198 115 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → A Fn I
199 197 198 179 179 52 offn ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ⋅ F z · ˙ f A Fn I
200 dffn2 ⊢ y ⋅ F z · ˙ f A Fn I ↔ y ⋅ F z · ˙ f A : I ⟶ V
201 199 200 sylib ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ⋅ F z · ˙ f A : I ⟶ V
202 201 feqmptd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ⋅ F z · ˙ f A = x ∈ I ⟼ y ⋅ F z · ˙ f A ⁡ x
203 8 fveq2d ⊢ φ → ⋅ R = ⋅ Scalar ⁡ T
204 203 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → ⋅ R = ⋅ Scalar ⁡ T
205 204 oveqd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ R z ⁡ x = y ⋅ Scalar ⁡ T z ⁡ x
206 205 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ R z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y ⋅ Scalar ⁡ T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
207 6 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → T ∈ LMod
208 simplrl ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ∈ Base Scalar ⁡ F
209 180 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → Base Scalar ⁡ T = Base Scalar ⁡ F
210 208 209 eleqtrrd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ∈ Base Scalar ⁡ T
211 50 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z ⁡ x ∈ Base R
212 41 ad2antrr ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → Base R = Base Scalar ⁡ T
213 211 212 eleqtrd ⊢ φ ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z ⁡ x ∈ Base Scalar ⁡ T
214 213 adantlrl ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z ⁡ x ∈ Base Scalar ⁡ T
215 9 ffvelcdmda ⊢ φ ∧ x ∈ I → A ⁡ x ∈ C
216 215 adantlr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → A ⁡ x ∈ C
217 eqid ⊢ ⋅ Scalar ⁡ T = ⋅ Scalar ⁡ T
218 3 12 4 45 217 lmodvsass ⊢ T ∈ LMod ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ T ∧ z ⁡ x ∈ Base Scalar ⁡ T ∧ A ⁡ x ∈ C → y ⋅ Scalar ⁡ T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y · ˙ z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
219 207 210 214 216 218 syl13anc ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ Scalar ⁡ T z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y · ˙ z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
220 206 219 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ R z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y · ˙ z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
221 197 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ F z Fn I
222 115 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → A Fn I
223 7 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → I ∈ X
224 simpr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → x ∈ I
225 fnfvof ⊢ y ⋅ F z Fn I ∧ A Fn I ∧ I ∈ X ∧ x ∈ I → y ⋅ F z · ˙ f A ⁡ x = y ⋅ F z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
226 221 222 223 224 225 syl22anc ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ F z · ˙ f A ⁡ x = y ⋅ F z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
227 20 fveq2d ⊢ φ → Base R = Base Scalar ⁡ F
228 227 ad2antrr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → Base R = Base Scalar ⁡ F
229 208 228 eleqtrrd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ∈ Base R
230 simplrr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z ∈ B
231 eqid ⊢ ⋅ R = ⋅ R
232 1 2 48 223 229 230 224 10 231 frlmvscaval ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ F z ⁡ x = y ⋅ R z ⁡ x
233 232 oveq1d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ F z ⁡ x · ˙ A ⁡ x = y ⋅ R z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
234 226 233 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ F z · ˙ f A ⁡ x = y ⋅ R z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
235 50 ffnd ⊢ φ ∧ z ∈ B → z Fn I
236 235 adantrl ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → z Fn I
237 236 adantr ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z Fn I
238 237 222 223 224 149 syl22anc ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → z · ˙ f A ⁡ x = z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
239 238 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y · ˙ z · ˙ f A ⁡ x = y · ˙ z ⁡ x · ˙ A ⁡ x
240 220 234 239 3eqtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B ∧ x ∈ I → y ⋅ F z · ˙ f A ⁡ x = y · ˙ z · ˙ f A ⁡ x
241 240 mpteq2dva ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → x ∈ I ⟼ y ⋅ F z · ˙ f A ⁡ x = x ∈ I ⟼ y · ˙ z · ˙ f A ⁡ x
242 202 241 eqtrd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y ⋅ F z · ˙ f A = x ∈ I ⟼ y · ˙ z · ˙ f A ⁡ x
243 242 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → ∑ T y ⋅ F z · ˙ f A = ∑ T x ∈ I y · ˙ z · ˙ f A ⁡ x
244 184 feqmptd ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → z · ˙ f A = x ∈ I ⟼ z · ˙ f A ⁡ x
245 244 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → ∑ T z · ˙ f A = ∑ T x ∈ I z · ˙ f A ⁡ x
246 245 oveq2d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y · ˙ ∑ T z · ˙ f A = y · ˙ ∑ T x ∈ I z · ˙ f A ⁡ x
247 189 243 246 3eqtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → ∑ T y ⋅ F z · ˙ f A = y · ˙ ∑ T z · ˙ f A
248 oveq1 ⊢ x = y ⋅ F z → x · ˙ f A = y ⋅ F z · ˙ f A
249 248 oveq2d ⊢ x = y ⋅ F z → ∑ T x · ˙ f A = ∑ T y ⋅ F z · ˙ f A
250 ovex ⊢ ∑ T y ⋅ F z · ˙ f A ∈ V
251 249 5 250 fvmpt ⊢ y ⋅ F z ∈ B → E ⁡ y ⋅ F z = ∑ T y ⋅ F z · ˙ f A
252 194 251 syl ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → E ⁡ y ⋅ F z = ∑ T y ⋅ F z · ˙ f A
253 173 oveq2d ⊢ z ∈ B → y · ˙ E ⁡ z = y · ˙ ∑ T z · ˙ f A
254 253 ad2antll ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → y · ˙ E ⁡ z = y · ˙ ∑ T z · ˙ f A
255 247 252 254 3eqtr4d ⊢ φ ∧ y ∈ Base Scalar ⁡ F ∧ z ∈ B → E ⁡ y ⋅ F z = y · ˙ E ⁡ z
256 2 10 4 11 12 13 18 6 21 177 255 islmhmd ⊢ φ → E ∈ F LMHom T