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Theorem frlmup2

Description: The evaluation map has the intended behavior on the unit vectors. (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
frlmup.y ⊢ φ → Y ∈ I
frlmup.u ⊢ U = R unitVec I
Assertion frlmup2 ⊢ φ → E ⁡ U ⁡ Y = A ⁡ Y

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 frlmup.y ⊢ φ → Y ∈ I
11 frlmup.u ⊢ U = R unitVec I
12 eqid ⊢ Scalar ⁡ T = Scalar ⁡ T
13 12 lmodring ⊢ T ∈ LMod → Scalar ⁡ T ∈ Ring
14 6 13 syl ⊢ φ → Scalar ⁡ T ∈ Ring
15 8 14 eqeltrd ⊢ φ → R ∈ Ring
16 11 1 2 uvcff ⊢ R ∈ Ring ∧ I ∈ X → U : I ⟶ B
17 15 7 16 syl2anc ⊢ φ → U : I ⟶ B
18 17 10 ffvelcdmd ⊢ φ → U ⁡ Y ∈ B
19 oveq1 ⊢ x = U ⁡ Y → x · ˙ f A = U ⁡ Y · ˙ f A
20 19 oveq2d ⊢ x = U ⁡ Y → ∑ T x · ˙ f A = ∑ T U ⁡ Y · ˙ f A
21 ovex ⊢ ∑ T U ⁡ Y · ˙ f A ∈ V
22 20 5 21 fvmpt ⊢ U ⁡ Y ∈ B → E ⁡ U ⁡ Y = ∑ T U ⁡ Y · ˙ f A
23 18 22 syl ⊢ φ → E ⁡ U ⁡ Y = ∑ T U ⁡ Y · ˙ f A
24 eqid ⊢ 0 T = 0 T
25 lmodcmn ⊢ T ∈ LMod → T ∈ CMnd
26 cmnmnd ⊢ T ∈ CMnd → T ∈ Mnd
27 6 25 26 3syl ⊢ φ → T ∈ Mnd
28 eqid ⊢ Base Scalar ⁡ T = Base Scalar ⁡ T
29 eqid ⊢ Base R = Base R
30 1 29 2 frlmbasf ⊢ I ∈ X ∧ U ⁡ Y ∈ B → U ⁡ Y : I ⟶ Base R
31 7 18 30 syl2anc ⊢ φ → U ⁡ Y : I ⟶ Base R
32 8 fveq2d ⊢ φ → Base R = Base Scalar ⁡ T
33 32 feq3d ⊢ φ → U ⁡ Y : I ⟶ Base R ↔ U ⁡ Y : I ⟶ Base Scalar ⁡ T
34 31 33 mpbid ⊢ φ → U ⁡ Y : I ⟶ Base Scalar ⁡ T
35 12 28 4 3 6 34 9 7 lcomf ⊢ φ → U ⁡ Y · ˙ f A : I ⟶ C
36 31 ffnd ⊢ φ → U ⁡ Y Fn I
37 36 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → U ⁡ Y Fn I
38 9 ffnd ⊢ φ → A Fn I
39 38 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → A Fn I
40 7 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → I ∈ X
41 eldifi ⊢ x ∈ I ∖ Y → x ∈ I
42 41 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → x ∈ I
43 fnfvof ⊢ U ⁡ Y Fn I ∧ A Fn I ∧ I ∈ X ∧ x ∈ I → U ⁡ Y · ˙ f A ⁡ x = U ⁡ Y ⁡ x · ˙ A ⁡ x
44 37 39 40 42 43 syl22anc ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → U ⁡ Y · ˙ f A ⁡ x = U ⁡ Y ⁡ x · ˙ A ⁡ x
45 15 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → R ∈ Ring
46 10 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → Y ∈ I
47 eldifsni ⊢ x ∈ I ∖ Y → x ≠ Y
48 47 necomd ⊢ x ∈ I ∖ Y → Y ≠ x
49 48 adantl ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → Y ≠ x
50 eqid ⊢ 0 R = 0 R
51 11 45 40 46 42 49 50 uvcvv0 ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → U ⁡ Y ⁡ x = 0 R
52 8 fveq2d ⊢ φ → 0 R = 0 Scalar ⁡ T
53 52 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → 0 R = 0 Scalar ⁡ T
54 51 53 eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → U ⁡ Y ⁡ x = 0 Scalar ⁡ T
55 54 oveq1d ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → U ⁡ Y ⁡ x · ˙ A ⁡ x = 0 Scalar ⁡ T · ˙ A ⁡ x
56 6 adantr ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → T ∈ LMod
57 ffvelcdm ⊢ A : I ⟶ C ∧ x ∈ I → A ⁡ x ∈ C
58 9 41 57 syl2an ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → A ⁡ x ∈ C
59 eqid ⊢ 0 Scalar ⁡ T = 0 Scalar ⁡ T
60 3 12 4 59 24 lmod0vs ⊢ T ∈ LMod ∧ A ⁡ x ∈ C → 0 Scalar ⁡ T · ˙ A ⁡ x = 0 T
61 56 58 60 syl2anc ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → 0 Scalar ⁡ T · ˙ A ⁡ x = 0 T
62 44 55 61 3eqtrd ⊢ φ ∧ x ∈ I ∖ Y → U ⁡ Y · ˙ f A ⁡ x = 0 T
63 35 62 suppss ⊢ φ → U ⁡ Y · ˙ f A supp 0 T ⊆ Y
64 3 24 27 7 10 35 63 gsumpt ⊢ φ → ∑ T U ⁡ Y · ˙ f A = U ⁡ Y · ˙ f A ⁡ Y
65 fnfvof ⊢ U ⁡ Y Fn I ∧ A Fn I ∧ I ∈ X ∧ Y ∈ I → U ⁡ Y · ˙ f A ⁡ Y = U ⁡ Y ⁡ Y · ˙ A ⁡ Y
66 36 38 7 10 65 syl22anc ⊢ φ → U ⁡ Y · ˙ f A ⁡ Y = U ⁡ Y ⁡ Y · ˙ A ⁡ Y
67 eqid ⊢ 1 R = 1 R
68 11 15 7 10 67 uvcvv1 ⊢ φ → U ⁡ Y ⁡ Y = 1 R
69 8 fveq2d ⊢ φ → 1 R = 1 Scalar ⁡ T
70 68 69 eqtrd ⊢ φ → U ⁡ Y ⁡ Y = 1 Scalar ⁡ T
71 70 oveq1d ⊢ φ → U ⁡ Y ⁡ Y · ˙ A ⁡ Y = 1 Scalar ⁡ T · ˙ A ⁡ Y
72 9 10 ffvelcdmd ⊢ φ → A ⁡ Y ∈ C
73 eqid ⊢ 1 Scalar ⁡ T = 1 Scalar ⁡ T
74 3 12 4 73 lmodvs1 ⊢ T ∈ LMod ∧ A ⁡ Y ∈ C → 1 Scalar ⁡ T · ˙ A ⁡ Y = A ⁡ Y
75 6 72 74 syl2anc ⊢ φ → 1 Scalar ⁡ T · ˙ A ⁡ Y = A ⁡ Y
76 66 71 75 3eqtrd ⊢ φ → U ⁡ Y · ˙ f A ⁡ Y = A ⁡ Y
77 23 64 76 3eqtrd ⊢ φ → E ⁡ U ⁡ Y = A ⁡ Y