MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  lmodsubdir Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lmodsubdir 19131
Description: Scalar multiplication distributive law for subtraction. (hvsubdistr2 28247 analog.) (Contributed by NM, 2-Jul-2014.)
Hypotheses
Ref Expression
lmodsubdir.v 𝑉 = (Base‘𝑊)
lmodsubdir.t · = ( ·𝑠𝑊)
lmodsubdir.f 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
lmodsubdir.k 𝐾 = (Base‘𝐹)
lmodsubdir.m = (-g𝑊)
lmodsubdir.s 𝑆 = (-g𝐹)
lmodsubdir.w (𝜑𝑊 ∈ LMod)
lmodsubdir.a (𝜑𝐴𝐾)
lmodsubdir.b (𝜑𝐵𝐾)
lmodsubdir.x (𝜑𝑋𝑉)
Assertion
Ref Expression
lmodsubdir (𝜑 → ((𝐴𝑆𝐵) · 𝑋) = ((𝐴 · 𝑋) (𝐵 · 𝑋)))

Proof of Theorem lmodsubdir
StepHypRef Expression
1 lmodsubdir.w . . . 4 (𝜑𝑊 ∈ LMod)
2 lmodsubdir.a . . . 4 (𝜑𝐴𝐾)
3 lmodsubdir.f . . . . . . . 8 𝐹 = (Scalar‘𝑊)
43lmodring 19081 . . . . . . 7 (𝑊 ∈ LMod → 𝐹 ∈ Ring)
51, 4syl 17 . . . . . 6 (𝜑𝐹 ∈ Ring)
6 ringgrp 18760 . . . . . 6 (𝐹 ∈ Ring → 𝐹 ∈ Grp)
75, 6syl 17 . . . . 5 (𝜑𝐹 ∈ Grp)
8 lmodsubdir.b . . . . 5 (𝜑𝐵𝐾)
9 lmodsubdir.k . . . . . 6 𝐾 = (Base‘𝐹)
10 eqid 2771 . . . . . 6 (invg𝐹) = (invg𝐹)
119, 10grpinvcl 17675 . . . . 5 ((𝐹 ∈ Grp ∧ 𝐵𝐾) → ((invg𝐹)‘𝐵) ∈ 𝐾)
127, 8, 11syl2anc 573 . . . 4 (𝜑 → ((invg𝐹)‘𝐵) ∈ 𝐾)
13 lmodsubdir.x . . . 4 (𝜑𝑋𝑉)
14 lmodsubdir.v . . . . 5 𝑉 = (Base‘𝑊)
15 eqid 2771 . . . . 5 (+g𝑊) = (+g𝑊)
16 lmodsubdir.t . . . . 5 · = ( ·𝑠𝑊)
17 eqid 2771 . . . . 5 (+g𝐹) = (+g𝐹)
1814, 15, 3, 16, 9, 17lmodvsdir 19097 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴𝐾 ∧ ((invg𝐹)‘𝐵) ∈ 𝐾𝑋𝑉)) → ((𝐴(+g𝐹)((invg𝐹)‘𝐵)) · 𝑋) = ((𝐴 · 𝑋)(+g𝑊)(((invg𝐹)‘𝐵) · 𝑋)))
191, 2, 12, 13, 18syl13anc 1478 . . 3 (𝜑 → ((𝐴(+g𝐹)((invg𝐹)‘𝐵)) · 𝑋) = ((𝐴 · 𝑋)(+g𝑊)(((invg𝐹)‘𝐵) · 𝑋)))
20 eqid 2771 . . . . . . 7 (.r𝐹) = (.r𝐹)
21 eqid 2771 . . . . . . 7 (1r𝐹) = (1r𝐹)
229, 20, 21, 10, 5, 8ringnegl 18802 . . . . . 6 (𝜑 → (((invg𝐹)‘(1r𝐹))(.r𝐹)𝐵) = ((invg𝐹)‘𝐵))
2322oveq1d 6811 . . . . 5 (𝜑 → ((((invg𝐹)‘(1r𝐹))(.r𝐹)𝐵) · 𝑋) = (((invg𝐹)‘𝐵) · 𝑋))
249, 21ringidcl 18776 . . . . . . . 8 (𝐹 ∈ Ring → (1r𝐹) ∈ 𝐾)
255, 24syl 17 . . . . . . 7 (𝜑 → (1r𝐹) ∈ 𝐾)
269, 10grpinvcl 17675 . . . . . . 7 ((𝐹 ∈ Grp ∧ (1r𝐹) ∈ 𝐾) → ((invg𝐹)‘(1r𝐹)) ∈ 𝐾)
277, 25, 26syl2anc 573 . . . . . 6 (𝜑 → ((invg𝐹)‘(1r𝐹)) ∈ 𝐾)
2814, 3, 16, 9, 20lmodvsass 19098 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (((invg𝐹)‘(1r𝐹)) ∈ 𝐾𝐵𝐾𝑋𝑉)) → ((((invg𝐹)‘(1r𝐹))(.r𝐹)𝐵) · 𝑋) = (((invg𝐹)‘(1r𝐹)) · (𝐵 · 𝑋)))
291, 27, 8, 13, 28syl13anc 1478 . . . . 5 (𝜑 → ((((invg𝐹)‘(1r𝐹))(.r𝐹)𝐵) · 𝑋) = (((invg𝐹)‘(1r𝐹)) · (𝐵 · 𝑋)))
3023, 29eqtr3d 2807 . . . 4 (𝜑 → (((invg𝐹)‘𝐵) · 𝑋) = (((invg𝐹)‘(1r𝐹)) · (𝐵 · 𝑋)))
3130oveq2d 6812 . . 3 (𝜑 → ((𝐴 · 𝑋)(+g𝑊)(((invg𝐹)‘𝐵) · 𝑋)) = ((𝐴 · 𝑋)(+g𝑊)(((invg𝐹)‘(1r𝐹)) · (𝐵 · 𝑋))))
3219, 31eqtrd 2805 . 2 (𝜑 → ((𝐴(+g𝐹)((invg𝐹)‘𝐵)) · 𝑋) = ((𝐴 · 𝑋)(+g𝑊)(((invg𝐹)‘(1r𝐹)) · (𝐵 · 𝑋))))
33 lmodsubdir.s . . . . 5 𝑆 = (-g𝐹)
349, 17, 10, 33grpsubval 17673 . . . 4 ((𝐴𝐾𝐵𝐾) → (𝐴𝑆𝐵) = (𝐴(+g𝐹)((invg𝐹)‘𝐵)))
352, 8, 34syl2anc 573 . . 3 (𝜑 → (𝐴𝑆𝐵) = (𝐴(+g𝐹)((invg𝐹)‘𝐵)))
3635oveq1d 6811 . 2 (𝜑 → ((𝐴𝑆𝐵) · 𝑋) = ((𝐴(+g𝐹)((invg𝐹)‘𝐵)) · 𝑋))
3714, 3, 16, 9lmodvscl 19090 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐴𝐾𝑋𝑉) → (𝐴 · 𝑋) ∈ 𝑉)
381, 2, 13, 37syl3anc 1476 . . 3 (𝜑 → (𝐴 · 𝑋) ∈ 𝑉)
3914, 3, 16, 9lmodvscl 19090 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝐵𝐾𝑋𝑉) → (𝐵 · 𝑋) ∈ 𝑉)
401, 8, 13, 39syl3anc 1476 . . 3 (𝜑 → (𝐵 · 𝑋) ∈ 𝑉)
41 lmodsubdir.m . . . 4 = (-g𝑊)
4214, 15, 41, 3, 16, 10, 21lmodvsubval2 19128 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ (𝐴 · 𝑋) ∈ 𝑉 ∧ (𝐵 · 𝑋) ∈ 𝑉) → ((𝐴 · 𝑋) (𝐵 · 𝑋)) = ((𝐴 · 𝑋)(+g𝑊)(((invg𝐹)‘(1r𝐹)) · (𝐵 · 𝑋))))
431, 38, 40, 42syl3anc 1476 . 2 (𝜑 → ((𝐴 · 𝑋) (𝐵 · 𝑋)) = ((𝐴 · 𝑋)(+g𝑊)(((invg𝐹)‘(1r𝐹)) · (𝐵 · 𝑋))))
4432, 36, 433eqtr4d 2815 1 (𝜑 → ((𝐴𝑆𝐵) · 𝑋) = ((𝐴 · 𝑋) (𝐵 · 𝑋)))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4   = wceq 1631  wcel 2145  cfv 6030  (class class class)co 6796  Basecbs 16064  +gcplusg 16149  .rcmulr 16150  Scalarcsca 16152   ·𝑠 cvsca 16153  Grpcgrp 17630  invgcminusg 17631  -gcsg 17632  1rcur 18709  Ringcrg 18755  LModclmod 19073
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1870  ax-4 1885  ax-5 1991  ax-6 2057  ax-7 2093  ax-8 2147  ax-9 2154  ax-10 2174  ax-11 2190  ax-12 2203  ax-13 2408  ax-ext 2751  ax-rep 4905  ax-sep 4916  ax-nul 4924  ax-pow 4975  ax-pr 5035  ax-un 7100  ax-cnex 10198  ax-resscn 10199  ax-1cn 10200  ax-icn 10201  ax-addcl 10202  ax-addrcl 10203  ax-mulcl 10204  ax-mulrcl 10205  ax-mulcom 10206  ax-addass 10207  ax-mulass 10208  ax-distr 10209  ax-i2m1 10210  ax-1ne0 10211  ax-1rid 10212  ax-rnegex 10213  ax-rrecex 10214  ax-cnre 10215  ax-pre-lttri 10216  ax-pre-lttrn 10217  ax-pre-ltadd 10218  ax-pre-mulgt0 10219
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 837  df-3or 1072  df-3an 1073  df-tru 1634  df-ex 1853  df-nf 1858  df-sb 2050  df-eu 2622  df-mo 2623  df-clab 2758  df-cleq 2764  df-clel 2767  df-nfc 2902  df-ne 2944  df-nel 3047  df-ral 3066  df-rex 3067  df-reu 3068  df-rmo 3069  df-rab 3070  df-v 3353  df-sbc 3588  df-csb 3683  df-dif 3726  df-un 3728  df-in 3730  df-ss 3737  df-pss 3739  df-nul 4064  df-if 4227  df-pw 4300  df-sn 4318  df-pr 4320  df-tp 4322  df-op 4324  df-uni 4576  df-iun 4657  df-br 4788  df-opab 4848  df-mpt 4865  df-tr 4888  df-id 5158  df-eprel 5163  df-po 5171  df-so 5172  df-fr 5209  df-we 5211  df-xp 5256  df-rel 5257  df-cnv 5258  df-co 5259  df-dm 5260  df-rn 5261  df-res 5262  df-ima 5263  df-pred 5822  df-ord 5868  df-on 5869  df-lim 5870  df-suc 5871  df-iota 5993  df-fun 6032  df-fn 6033  df-f 6034  df-f1 6035  df-fo 6036  df-f1o 6037  df-fv 6038  df-riota 6757  df-ov 6799  df-oprab 6800  df-mpt2 6801  df-om 7217  df-1st 7319  df-2nd 7320  df-wrecs 7563  df-recs 7625  df-rdg 7663  df-er 7900  df-en 8114  df-dom 8115  df-sdom 8116  df-pnf 10282  df-mnf 10283  df-xr 10284  df-ltxr 10285  df-le 10286  df-sub 10474  df-neg 10475  df-nn 11227  df-2 11285  df-ndx 16067  df-slot 16068  df-base 16070  df-sets 16071  df-plusg 16162  df-0g 16310  df-mgm 17450  df-sgrp 17492  df-mnd 17503  df-grp 17633  df-minusg 17634  df-sbg 17635  df-mgp 18698  df-ur 18710  df-ring 18757  df-lmod 19075
This theorem is referenced by:  lvecvscan2  19325  scmatsubcl  20541  nlmdsdir  22706  clmsubdir  23121  ttgcontlem1  25986
  Copyright terms: Public domain W3C validator