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Theorem imasvscafn

Description: The image structure's scalar multiplication is a function. (Contributed by Mario Carneiro, 24-Feb-2015)

Ref Expression
Hypotheses imasvscaf.u φ U = F 𝑠 R
imasvscaf.v φ V = Base R
imasvscaf.f φ F : V onto B
imasvscaf.r φ R Z
imasvscaf.g G = Scalar R
imasvscaf.k K = Base G
imasvscaf.q · ˙ = R
imasvscaf.s ˙ = U
imasvscaf.e φ p K a V q V F a = F q F p · ˙ a = F p · ˙ q
Assertion imasvscafn φ ˙ Fn K × B

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 imasvscaf.u φ U = F 𝑠 R
2 imasvscaf.v φ V = Base R
3 imasvscaf.f φ F : V onto B
4 imasvscaf.r φ R Z
5 imasvscaf.g G = Scalar R
6 imasvscaf.k K = Base G
7 imasvscaf.q · ˙ = R
8 imasvscaf.s ˙ = U
9 imasvscaf.e φ p K a V q V F a = F q F p · ˙ a = F p · ˙ q
10 eqid p K , x F q F p · ˙ q = p K , x F q F p · ˙ q
11 fvex F p · ˙ q V
12 10 11 fnmpoi p K , x F q F p · ˙ q Fn K × F q
13 fnrel p K , x F q F p · ˙ q Fn K × F q Rel p K , x F q F p · ˙ q
14 12 13 ax-mp Rel p K , x F q F p · ˙ q
15 14 rgenw q V Rel p K , x F q F p · ˙ q
16 reliun Rel q V p K , x F q F p · ˙ q q V Rel p K , x F q F p · ˙ q
17 15 16 mpbir Rel q V p K , x F q F p · ˙ q
18 1 2 3 4 5 6 7 8 imasvsca φ ˙ = q V p K , x F q F p · ˙ q
19 18 releqd φ Rel ˙ Rel q V p K , x F q F p · ˙ q
20 17 19 mpbiri φ Rel ˙
21 dffn2 p K , x F q F p · ˙ q Fn K × F q p K , x F q F p · ˙ q : K × F q V
22 12 21 mpbi p K , x F q F p · ˙ q : K × F q V
23 fssxp p K , x F q F p · ˙ q : K × F q V p K , x F q F p · ˙ q K × F q × V
24 22 23 ax-mp p K , x F q F p · ˙ q K × F q × V
25 fof F : V onto B F : V B
26 3 25 syl φ F : V B
27 26 ffvelrnda φ q V F q B
28 27 snssd φ q V F q B
29 xpss2 F q B K × F q K × B
30 xpss1 K × F q K × B K × F q × V K × B × V
31 28 29 30 3syl φ q V K × F q × V K × B × V
32 24 31 sstrid φ q V p K , x F q F p · ˙ q K × B × V
33 32 ralrimiva φ q V p K , x F q F p · ˙ q K × B × V
34 iunss q V p K , x F q F p · ˙ q K × B × V q V p K , x F q F p · ˙ q K × B × V
35 33 34 sylibr φ q V p K , x F q F p · ˙ q K × B × V
36 18 35 eqsstrd φ ˙ K × B × V
37 dmss ˙ K × B × V dom ˙ dom K × B × V
38 36 37 syl φ dom ˙ dom K × B × V
39 vn0 V
40 dmxp V dom K × B × V = K × B
41 39 40 ax-mp dom K × B × V = K × B
42 38 41 sseqtrdi φ dom ˙ K × B
43 forn F : V onto B ran F = B
44 3 43 syl φ ran F = B
45 44 xpeq2d φ K × ran F = K × B
46 42 45 sseqtrrd φ dom ˙ K × ran F
47 df-br p F a ˙ w p F a w ˙
48 18 eleq2d φ p F a w ˙ p F a w q V p K , x F q F p · ˙ q
49 48 adantr φ p K a V p F a w ˙ p F a w q V p K , x F q F p · ˙ q
50 eliun p F a w q V p K , x F q F p · ˙ q q V p F a w p K , x F q F p · ˙ q
51 df-3an p K a V q V p K a V q V
52 10 mpofun Fun p K , x F q F p · ˙ q
53 funopfv Fun p K , x F q F p · ˙ q p F a w p K , x F q F p · ˙ q p K , x F q F p · ˙ q p F a = w
54 52 53 ax-mp p F a w p K , x F q F p · ˙ q p K , x F q F p · ˙ q p F a = w
55 df-ov p p K , x F q F p · ˙ q F a = p K , x F q F p · ˙ q p F a
56 opex p F a V
57 vex w V
58 56 57 opeldm p F a w p K , x F q F p · ˙ q p F a dom p K , x F q F p · ˙ q
59 10 11 dmmpo dom p K , x F q F p · ˙ q = K × F q
60 58 59 eleqtrdi p F a w p K , x F q F p · ˙ q p F a K × F q
61 opelxp p F a K × F q p K F a F q
62 60 61 sylib p F a w p K , x F q F p · ˙ q p K F a F q
63 fvoveq1 z = p F z · ˙ q = F p · ˙ q
64 eqidd y = F a F p · ˙ q = F p · ˙ q
65 fvoveq1 p = z F p · ˙ q = F z · ˙ q
66 eqidd x = y F z · ˙ q = F z · ˙ q
67 65 66 cbvmpov p K , x F q F p · ˙ q = z K , y F q F z · ˙ q
68 63 64 67 11 ovmpo p K F a F q p p K , x F q F p · ˙ q F a = F p · ˙ q
69 62 68 syl p F a w p K , x F q F p · ˙ q p p K , x F q F p · ˙ q F a = F p · ˙ q
70 55 69 eqtr3id p F a w p K , x F q F p · ˙ q p K , x F q F p · ˙ q p F a = F p · ˙ q
71 54 70 eqtr3d p F a w p K , x F q F p · ˙ q w = F p · ˙ q
72 71 adantl φ p K a V q V p F a w p K , x F q F p · ˙ q w = F p · ˙ q
73 elsni F a F q F a = F q
74 62 73 simpl2im p F a w p K , x F q F p · ˙ q F a = F q
75 9 74 impel φ p K a V q V p F a w p K , x F q F p · ˙ q F p · ˙ a = F p · ˙ q
76 72 75 eqtr4d φ p K a V q V p F a w p K , x F q F p · ˙ q w = F p · ˙ a
77 76 ex φ p K a V q V p F a w p K , x F q F p · ˙ q w = F p · ˙ a
78 51 77 sylan2br φ p K a V q V p F a w p K , x F q F p · ˙ q w = F p · ˙ a
79 78 anassrs φ p K a V q V p F a w p K , x F q F p · ˙ q w = F p · ˙ a
80 79 rexlimdva φ p K a V q V p F a w p K , x F q F p · ˙ q w = F p · ˙ a
81 50 80 syl5bi φ p K a V p F a w q V p K , x F q F p · ˙ q w = F p · ˙ a
82 49 81 sylbid φ p K a V p F a w ˙ w = F p · ˙ a
83 47 82 syl5bi φ p K a V p F a ˙ w w = F p · ˙ a
84 83 alrimiv φ p K a V w p F a ˙ w w = F p · ˙ a
85 mo2icl w p F a ˙ w w = F p · ˙ a * w p F a ˙ w
86 84 85 syl φ p K a V * w p F a ˙ w
87 86 ralrimivva φ p K a V * w p F a ˙ w
88 fofn F : V onto B F Fn V
89 opeq2 y = F a p y = p F a
90 89 breq1d y = F a p y ˙ w p F a ˙ w
91 90 mobidv y = F a * w p y ˙ w * w p F a ˙ w
92 91 ralrn F Fn V y ran F * w p y ˙ w a V * w p F a ˙ w
93 3 88 92 3syl φ y ran F * w p y ˙ w a V * w p F a ˙ w
94 93 ralbidv φ p K y ran F * w p y ˙ w p K a V * w p F a ˙ w
95 87 94 mpbird φ p K y ran F * w p y ˙ w
96 breq1 x = p y x ˙ w p y ˙ w
97 96 mobidv x = p y * w x ˙ w * w p y ˙ w
98 97 ralxp x K × ran F * w x ˙ w p K y ran F * w p y ˙ w
99 95 98 sylibr φ x K × ran F * w x ˙ w
100 ssralv dom ˙ K × ran F x K × ran F * w x ˙ w x dom ˙ * w x ˙ w
101 46 99 100 sylc φ x dom ˙ * w x ˙ w
102 dffun7 Fun ˙ Rel ˙ x dom ˙ * w x ˙ w
103 20 101 102 sylanbrc φ Fun ˙
104 eqimss2 ˙ = q V p K , x F q F p · ˙ q q V p K , x F q F p · ˙ q ˙
105 18 104 syl φ q V p K , x F q F p · ˙ q ˙
106 iunss q V p K , x F q F p · ˙ q ˙ q V p K , x F q F p · ˙ q ˙
107 105 106 sylib φ q V p K , x F q F p · ˙ q ˙
108 107 r19.21bi φ q V p K , x F q F p · ˙ q ˙
109 108 adantrl φ p K q V p K , x F q F p · ˙ q ˙
110 dmss p K , x F q F p · ˙ q ˙ dom p K , x F q F p · ˙ q dom ˙
111 109 110 syl φ p K q V dom p K , x F q F p · ˙ q dom ˙
112 59 111 eqsstrrid φ p K q V K × F q dom ˙
113 simprl φ p K q V p K
114 fvex F q V
115 114 snid F q F q
116 opelxpi p K F q F q p F q K × F q
117 113 115 116 sylancl φ p K q V p F q K × F q
118 112 117 sseldd φ p K q V p F q dom ˙
119 118 ralrimivva φ p K q V p F q dom ˙
120 opeq2 y = F q p y = p F q
121 120 eleq1d y = F q p y dom ˙ p F q dom ˙
122 121 ralrn F Fn V y ran F p y dom ˙ q V p F q dom ˙
123 3 88 122 3syl φ y ran F p y dom ˙ q V p F q dom ˙
124 123 ralbidv φ p K y ran F p y dom ˙ p K q V p F q dom ˙
125 119 124 mpbird φ p K y ran F p y dom ˙
126 eleq1 x = p y x dom ˙ p y dom ˙
127 126 ralxp x K × ran F x dom ˙ p K y ran F p y dom ˙
128 125 127 sylibr φ x K × ran F x dom ˙
129 dfss3 K × ran F dom ˙ x K × ran F x dom ˙
130 128 129 sylibr φ K × ran F dom ˙
131 45 130 eqsstrrd φ K × B dom ˙
132 42 131 eqssd φ dom ˙ = K × B
133 df-fn ˙ Fn K × B Fun ˙ dom ˙ = K × B
134 103 132 133 sylanbrc φ ˙ Fn K × B