Metamath Proof Explorer


Theorem lmodcom

Description: Left module vector sum is commutative. (Contributed by Gérard Lang, 25-Jun-2014)

Ref Expression
Hypotheses lmodcom.v ⊢ V = Base W
lmodcom.a ⊢ + ˙ = + W
Assertion lmodcom ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y = Y + ˙ X

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lmodcom.v ⊢ V = Base W
2 lmodcom.a ⊢ + ˙ = + W
3 simp1 ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → W ∈ LMod
4 eqid ⊢ Scalar ⁡ W = Scalar ⁡ W
5 eqid ⊢ Base Scalar ⁡ W = Base Scalar ⁡ W
6 eqid ⊢ 1 Scalar ⁡ W = 1 Scalar ⁡ W
7 4 5 6 lmod1cl ⊢ W ∈ LMod → 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W
8 3 7 syl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W
9 eqid ⊢ + Scalar ⁡ W = + Scalar ⁡ W
10 4 5 9 lmodacl ⊢ W ∈ LMod ∧ 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W
11 3 8 8 10 syl3anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W
12 simp2 ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X ∈ V
13 simp3 ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → Y ∈ V
14 eqid ⊢ ⋅ W = ⋅ W
15 1 2 4 14 5 lmodvsdi ⊢ W ∈ LMod ∧ 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y = 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y
16 3 11 12 13 15 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y = 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y
17 1 2 lmodvacl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y ∈ V
18 1 2 4 14 5 9 lmodvsdir ⊢ W ∈ LMod ∧ 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ X + ˙ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y = 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y
19 3 8 8 17 18 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y = 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y
20 16 19 eqtr3d ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y = 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y
21 1 2 4 14 5 9 lmodvsdir ⊢ W ∈ LMod ∧ 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ X ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X = 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X
22 3 8 8 12 21 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X = 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X
23 1 4 14 6 lmodvs1 ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X = X
24 3 12 23 syl2anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X = X
25 24 24 oveq12d ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X = X + ˙ X
26 22 25 eqtrd ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X = X + ˙ X
27 1 2 4 14 5 9 lmodvsdir ⊢ W ∈ LMod ∧ 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ 1 Scalar ⁡ W ∈ Base Scalar ⁡ W ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y = 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y
28 3 8 8 13 27 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y = 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y
29 1 4 14 6 lmodvs1 ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y = Y
30 3 13 29 syl2anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y = Y
31 30 30 oveq12d ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y = Y + ˙ Y
32 28 31 eqtrd ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y = Y + ˙ Y
33 26 32 oveq12d ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ 1 Scalar ⁡ W + Scalar ⁡ W 1 Scalar ⁡ W ⋅ W Y = X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y
34 1 4 14 6 lmodvs1 ⊢ W ∈ LMod ∧ X + ˙ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y = X + ˙ Y
35 3 17 34 syl2anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y = X + ˙ Y
36 35 35 oveq12d ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y + ˙ 1 Scalar ⁡ W ⋅ W X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y
37 20 33 36 3eqtr3d ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y
38 1 2 lmodvacl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ X ∈ V → X + ˙ X ∈ V
39 3 12 12 38 syl3anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X ∈ V
40 1 2 lmodass ⊢ W ∈ LMod ∧ X + ˙ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y = X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y
41 3 39 13 13 40 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y = X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y
42 1 2 lmodass ⊢ W ∈ LMod ∧ X + ˙ Y ∈ V ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y
43 3 17 12 13 42 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y
44 37 41 43 3eqtr4d ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y
45 lmodgrp ⊢ W ∈ LMod → W ∈ Grp
46 3 45 syl ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → W ∈ Grp
47 1 2 lmodvacl ⊢ W ∈ LMod ∧ X + ˙ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y ∈ V
48 3 39 13 47 syl3anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y ∈ V
49 1 2 lmodvacl ⊢ W ∈ LMod ∧ X + ˙ Y ∈ V ∧ X ∈ V → X + ˙ Y + ˙ X ∈ V
50 3 17 12 49 syl3anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y + ˙ X ∈ V
51 1 2 grprcan ⊢ W ∈ Grp ∧ X + ˙ X + ˙ Y ∈ V ∧ X + ˙ Y + ˙ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y ↔ X + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X
52 46 48 50 13 51 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X + ˙ Y ↔ X + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X
53 44 52 mpbid ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X
54 1 2 lmodass ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ X + ˙ Y
55 3 12 12 13 54 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ X + ˙ Y
56 1 2 lmodass ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V ∧ X ∈ V → X + ˙ Y + ˙ X = X + ˙ Y + ˙ X
57 3 12 13 12 56 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y + ˙ X = X + ˙ Y + ˙ X
58 53 55 57 3eqtr3d ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X
59 1 2 lmodvacl ⊢ W ∈ LMod ∧ Y ∈ V ∧ X ∈ V → Y + ˙ X ∈ V
60 59 3com23 ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → Y + ˙ X ∈ V
61 1 2 lmodlcan ⊢ W ∈ LMod ∧ X + ˙ Y ∈ V ∧ Y + ˙ X ∈ V ∧ X ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X ↔ X + ˙ Y = Y + ˙ X
62 3 17 60 12 61 syl13anc ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ X + ˙ Y = X + ˙ Y + ˙ X ↔ X + ˙ Y = Y + ˙ X
63 58 62 mpbid ⊢ W ∈ LMod ∧ X ∈ V ∧ Y ∈ V → X + ˙ Y = Y + ˙ X