Metamath Proof Explorer


Theorem lcomfsupp

Description: A linear-combination sum is finitely supported if the coefficients are. (Contributed by Stefan O'Rear, 28-Feb-2015) (Revised by AV, 15-Jul-2019)

Ref Expression
Hypotheses lcomf.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
lcomf.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
lcomf.s โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
lcomf.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
lcomf.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
lcomf.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ : ๐ผ โŸถ ๐พ )
lcomf.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป : ๐ผ โŸถ ๐ต )
lcomf.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ )
lcomfsupp.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
lcomfsupp.y โŠข ๐‘Œ = ( 0g โ€˜ ๐น )
lcomfsupp.j โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ finSupp ๐‘Œ )
Assertion lcomfsupp ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) finSupp 0 )

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 lcomf.f โŠข ๐น = ( Scalar โ€˜ ๐‘Š )
2 lcomf.k โŠข ๐พ = ( Base โ€˜ ๐น )
3 lcomf.s โŠข ยท = ( ยท๐‘  โ€˜ ๐‘Š )
4 lcomf.b โŠข ๐ต = ( Base โ€˜ ๐‘Š )
5 lcomf.w โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Š โˆˆ LMod )
6 lcomf.g โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ : ๐ผ โŸถ ๐พ )
7 lcomf.h โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป : ๐ผ โŸถ ๐ต )
8 lcomf.i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ )
9 lcomfsupp.z โŠข 0 = ( 0g โ€˜ ๐‘Š )
10 lcomfsupp.y โŠข ๐‘Œ = ( 0g โ€˜ ๐น )
11 lcomfsupp.j โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ finSupp ๐‘Œ )
12 11 fsuppimpd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ supp ๐‘Œ ) โˆˆ Fin )
13 1 2 3 4 5 6 7 8 lcomf โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) : ๐ผ โŸถ ๐ต )
14 eldifi โŠข ( ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ผ โˆ– ( ๐บ supp ๐‘Œ ) ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ )
15 6 ffnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐บ Fn ๐ผ )
16 15 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐บ Fn ๐ผ )
17 7 ffnd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐ป Fn ๐ผ )
18 17 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐ป Fn ๐ผ )
19 8 adantr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ )
20 simpr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ )
21 fnfvof โŠข ( ( ( ๐บ Fn ๐ผ โˆง ๐ป Fn ๐ผ ) โˆง ( ๐ผ โˆˆ ๐‘‰ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) ) โ†’ ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
22 16 18 19 20 21 syl22anc โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
23 14 22 sylan2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ผ โˆ– ( ๐บ supp ๐‘Œ ) ) ) โ†’ ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
24 ssidd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ supp ๐‘Œ ) โŠ† ( ๐บ supp ๐‘Œ ) )
25 10 fvexi โŠข ๐‘Œ โˆˆ V
26 25 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ๐‘Œ โˆˆ V )
27 6 24 8 26 suppssr โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ผ โˆ– ( ๐บ supp ๐‘Œ ) ) ) โ†’ ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฅ ) = ๐‘Œ )
28 27 oveq1d โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ผ โˆ– ( ๐บ supp ๐‘Œ ) ) ) โ†’ ( ( ๐บ โ€˜ ๐‘ฅ ) ยท ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = ( ๐‘Œ ยท ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) ) )
29 7 ffvelcdmda โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ต )
30 4 1 3 10 9 lmod0vs โŠข ( ( ๐‘Š โˆˆ LMod โˆง ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) โˆˆ ๐ต ) โ†’ ( ๐‘Œ ยท ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = 0 )
31 5 29 30 syl2an2r โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ๐ผ ) โ†’ ( ๐‘Œ ยท ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = 0 )
32 14 31 sylan2 โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ผ โˆ– ( ๐บ supp ๐‘Œ ) ) ) โ†’ ( ๐‘Œ ยท ( ๐ป โ€˜ ๐‘ฅ ) ) = 0 )
33 23 28 32 3eqtrd โŠข ( ( ๐œ‘ โˆง ๐‘ฅ โˆˆ ( ๐ผ โˆ– ( ๐บ supp ๐‘Œ ) ) ) โ†’ ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) โ€˜ ๐‘ฅ ) = 0 )
34 13 33 suppss โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) supp 0 ) โŠ† ( ๐บ supp ๐‘Œ ) )
35 12 34 ssfid โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) supp 0 ) โˆˆ Fin )
36 15 17 8 8 offun โŠข ( ๐œ‘ โ†’ Fun ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) )
37 ovexd โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) โˆˆ V )
38 9 fvexi โŠข 0 โˆˆ V
39 38 a1i โŠข ( ๐œ‘ โ†’ 0 โˆˆ V )
40 funisfsupp โŠข ( ( Fun ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) โˆง ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) โˆˆ V โˆง 0 โˆˆ V ) โ†’ ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) finSupp 0 โ†” ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) supp 0 ) โˆˆ Fin ) )
41 36 37 39 40 syl3anc โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) finSupp 0 โ†” ( ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) supp 0 ) โˆˆ Fin ) )
42 35 41 mpbird โŠข ( ๐œ‘ โ†’ ( ๐บ โˆ˜f ยท ๐ป ) finSupp 0 )