Metamath Proof Explorer


Theorem invlmhm

Description: The negative function on a module is linear. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Sep-2015)

Ref Expression
Hypothesis invlmhm.b โŠข ๐ผ = ( invg โ€˜ ๐‘€ )
Assertion invlmhm ( ๐‘€ โˆˆ LMod โ†’ ๐ผ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 invlmhm.b โŠข ๐ผ = ( invg โ€˜ ๐‘€ )
2 eqid โŠข ( Base โ€˜ ๐‘€ ) = ( Base โ€˜ ๐‘€ )
3 eqid โŠข ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ )
4 eqid โŠข ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘€ )
5 eqid โŠข ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) = ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) )
6 id โŠข ( ๐‘€ โˆˆ LMod โ†’ ๐‘€ โˆˆ LMod )
7 eqidd โŠข ( ๐‘€ โˆˆ LMod โ†’ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) = ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) )
8 lmodabl โŠข ( ๐‘€ โˆˆ LMod โ†’ ๐‘€ โˆˆ Abel )
9 2 1 invghm โŠข ( ๐‘€ โˆˆ Abel โ†” ๐ผ โˆˆ ( ๐‘€ GrpHom ๐‘€ ) )
10 8 9 sylib โŠข ( ๐‘€ โˆˆ LMod โ†’ ๐ผ โˆˆ ( ๐‘€ GrpHom ๐‘€ ) )
11 2 4 3 1 5 lmodvsinv2 โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐ผ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) = ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) )
12 11 eqcomd โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐ผ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
13 12 3expb โŠข ( ( ๐‘€ โˆˆ LMod โˆง ( ๐‘ฅ โˆˆ ( Base โ€˜ ( Scalar โ€˜ ๐‘€ ) ) โˆง ๐‘ฆ โˆˆ ( Base โ€˜ ๐‘€ ) ) ) โ†’ ( ๐ผ โ€˜ ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ๐‘ฆ ) ) = ( ๐‘ฅ ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘€ ) ( ๐ผ โ€˜ ๐‘ฆ ) ) )
14 2 3 3 4 4 5 6 6 7 10 13 islmhmd โŠข ( ๐‘€ โˆˆ LMod โ†’ ๐ผ โˆˆ ( ๐‘€ LMHom ๐‘€ ) )