MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  pwssplit3 Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem pwssplit3 19273
Description: Splitting for structure powers, part 3: restriction is a module homomorphism. (Contributed by Stefan O'Rear, 24-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
pwssplit1.y 𝑌 = (𝑊s 𝑈)
pwssplit1.z 𝑍 = (𝑊s 𝑉)
pwssplit1.b 𝐵 = (Base‘𝑌)
pwssplit1.c 𝐶 = (Base‘𝑍)
pwssplit1.f 𝐹 = (𝑥𝐵 ↦ (𝑥𝑉))
Assertion
Ref Expression
pwssplit3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹 ∈ (𝑌 LMHom 𝑍))
Distinct variable groups:   𝑥,𝑌   𝑥,𝑊   𝑥,𝑈   𝑥,𝑍   𝑥,𝑉   𝑥,𝐵   𝑥,𝐶   𝑥,𝑋
Allowed substitution hint:   𝐹(𝑥)

Proof of Theorem pwssplit3
Dummy variables 𝑎 𝑏 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 pwssplit1.b . 2 𝐵 = (Base‘𝑌)
2 eqid 2770 . 2 ( ·𝑠𝑌) = ( ·𝑠𝑌)
3 eqid 2770 . 2 ( ·𝑠𝑍) = ( ·𝑠𝑍)
4 eqid 2770 . 2 (Scalar‘𝑌) = (Scalar‘𝑌)
5 eqid 2770 . 2 (Scalar‘𝑍) = (Scalar‘𝑍)
6 eqid 2770 . 2 (Base‘(Scalar‘𝑌)) = (Base‘(Scalar‘𝑌))
7 simp1 1129 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑊 ∈ LMod)
8 simp2 1130 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑈𝑋)
9 pwssplit1.y . . . 4 𝑌 = (𝑊s 𝑈)
109pwslmod 19182 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋) → 𝑌 ∈ LMod)
117, 8, 10syl2anc 565 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑌 ∈ LMod)
12 simp3 1131 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑉𝑈)
138, 12ssexd 4936 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑉 ∈ V)
14 pwssplit1.z . . . 4 𝑍 = (𝑊s 𝑉)
1514pwslmod 19182 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ V) → 𝑍 ∈ LMod)
167, 13, 15syl2anc 565 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝑍 ∈ LMod)
17 eqid 2770 . . . . 5 (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑊)
1814, 17pwssca 16363 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑉 ∈ V) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑍))
197, 13, 18syl2anc 565 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑍))
209, 17pwssca 16363 . . . 4 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑌))
217, 8, 20syl2anc 565 . . 3 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (Scalar‘𝑊) = (Scalar‘𝑌))
2219, 21eqtr3d 2806 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (Scalar‘𝑍) = (Scalar‘𝑌))
23 lmodgrp 19079 . . 3 (𝑊 ∈ LMod → 𝑊 ∈ Grp)
24 pwssplit1.c . . . 4 𝐶 = (Base‘𝑍)
25 pwssplit1.f . . . 4 𝐹 = (𝑥𝐵 ↦ (𝑥𝑉))
269, 14, 1, 24, 25pwssplit2 19272 . . 3 ((𝑊 ∈ Grp ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹 ∈ (𝑌 GrpHom 𝑍))
2723, 26syl3an1 1165 . 2 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹 ∈ (𝑌 GrpHom 𝑍))
28 snex 5036 . . . . . . . 8 {𝑎} ∈ V
29 xpexg 7106 . . . . . . . 8 ((𝑈𝑋 ∧ {𝑎} ∈ V) → (𝑈 × {𝑎}) ∈ V)
308, 28, 29sylancl 566 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (𝑈 × {𝑎}) ∈ V)
31 vex 3352 . . . . . . 7 𝑏 ∈ V
32 offres 7309 . . . . . . 7 (((𝑈 × {𝑎}) ∈ V ∧ 𝑏 ∈ V) → (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉) = (((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
3330, 31, 32sylancl 566 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉) = (((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
3433adantr 466 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉) = (((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
35 xpssres 5575 . . . . . . . 8 (𝑉𝑈 → ((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) = (𝑉 × {𝑎}))
36353ad2ant3 1128 . . . . . . 7 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → ((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) = (𝑉 × {𝑎}))
3736adantr 466 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → ((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) = (𝑉 × {𝑎}))
3837oveq1d 6807 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (((𝑈 × {𝑎}) ↾ 𝑉) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
3934, 38eqtrd 2804 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
40 eqid 2770 . . . . . 6 ( ·𝑠𝑊) = ( ·𝑠𝑊)
41 eqid 2770 . . . . . 6 (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑊))
42 simpl1 1226 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑊 ∈ LMod)
43 simpl2 1228 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑈𝑋)
4421fveq2d 6336 . . . . . . . . 9 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (Base‘(Scalar‘𝑊)) = (Base‘(Scalar‘𝑌)))
4544eleq2d 2835 . . . . . . . 8 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)) ↔ 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌))))
4645biimpar 463 . . . . . . 7 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌))) → 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
4746adantrr 688 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑊)))
48 simprr 748 . . . . . 6 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑏𝐵)
499, 1, 40, 2, 17, 41, 42, 43, 47, 48pwsvscafval 16361 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) = ((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏))
5049reseq1d 5533 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ↾ 𝑉) = (((𝑈 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)𝑏) ↾ 𝑉))
5125fvtresfn 6426 . . . . . 6 (𝑏𝐵 → (𝐹𝑏) = (𝑏𝑉))
5251ad2antll 700 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝐹𝑏) = (𝑏𝑉))
5352oveq2d 6808 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝐹𝑏)) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝑏𝑉)))
5439, 50, 533eqtr4d 2814 . . 3 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ↾ 𝑉) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝐹𝑏)))
551, 4, 2, 6lmodvscl 19089 . . . . . 6 ((𝑌 ∈ LMod ∧ 𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵) → (𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ∈ 𝐵)
56553expb 1112 . . . . 5 ((𝑌 ∈ LMod ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ∈ 𝐵)
5711, 56sylan 561 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ∈ 𝐵)
5825fvtresfn 6426 . . . 4 ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ∈ 𝐵 → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏)) = ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ↾ 𝑉))
5957, 58syl 17 . . 3 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏)) = ((𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏) ↾ 𝑉))
6013adantr 466 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → 𝑉 ∈ V)
619, 14, 1, 24, 25pwssplit0 19270 . . . . . 6 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹:𝐵𝐶)
6261ffvelrnda 6502 . . . . 5 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ 𝑏𝐵) → (𝐹𝑏) ∈ 𝐶)
6362adantrl 687 . . . 4 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝐹𝑏) ∈ 𝐶)
6414, 24, 40, 3, 17, 41, 42, 60, 47, 63pwsvscafval 16361 . . 3 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝑎( ·𝑠𝑍)(𝐹𝑏)) = ((𝑉 × {𝑎}) ∘𝑓 ( ·𝑠𝑊)(𝐹𝑏)))
6554, 59, 643eqtr4d 2814 . 2 (((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) ∧ (𝑎 ∈ (Base‘(Scalar‘𝑌)) ∧ 𝑏𝐵)) → (𝐹‘(𝑎( ·𝑠𝑌)𝑏)) = (𝑎( ·𝑠𝑍)(𝐹𝑏)))
661, 2, 3, 4, 5, 6, 11, 16, 22, 27, 65islmhmd 19251 1 ((𝑊 ∈ LMod ∧ 𝑈𝑋𝑉𝑈) → 𝐹 ∈ (𝑌 LMHom 𝑍))
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  wi 4  wa 382  w3a 1070   = wceq 1630  wcel 2144  Vcvv 3349  wss 3721  {csn 4314  cmpt 4861   × cxp 5247  cres 5251  cfv 6031  (class class class)co 6792  𝑓 cof 7041  Basecbs 16063  Scalarcsca 16151   ·𝑠 cvsca 16152  s cpws 16314  Grpcgrp 17629   GrpHom cghm 17864  LModclmod 19072   LMHom clmhm 19231
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1869  ax-4 1884  ax-5 1990  ax-6 2056  ax-7 2092  ax-8 2146  ax-9 2153  ax-10 2173  ax-11 2189  ax-12 2202  ax-13 2407  ax-ext 2750  ax-rep 4902  ax-sep 4912  ax-nul 4920  ax-pow 4971  ax-pr 5034  ax-un 7095  ax-cnex 10193  ax-resscn 10194  ax-1cn 10195  ax-icn 10196  ax-addcl 10197  ax-addrcl 10198  ax-mulcl 10199  ax-mulrcl 10200  ax-mulcom 10201  ax-addass 10202  ax-mulass 10203  ax-distr 10204  ax-i2m1 10205  ax-1ne0 10206  ax-1rid 10207  ax-rnegex 10208  ax-rrecex 10209  ax-cnre 10210  ax-pre-lttri 10211  ax-pre-lttrn 10212  ax-pre-ltadd 10213  ax-pre-mulgt0 10214
This theorem depends on definitions:  df-bi 197  df-an 383  df-or 827  df-3or 1071  df-3an 1072  df-tru 1633  df-ex 1852  df-nf 1857  df-sb 2049  df-eu 2621  df-mo 2622  df-clab 2757  df-cleq 2763  df-clel 2766  df-nfc 2901  df-ne 2943  df-nel 3046  df-ral 3065  df-rex 3066  df-reu 3067  df-rmo 3068  df-rab 3069  df-v 3351  df-sbc 3586  df-csb 3681  df-dif 3724  df-un 3726  df-in 3728  df-ss 3735  df-pss 3737  df-nul 4062  df-if 4224  df-pw 4297  df-sn 4315  df-pr 4317  df-tp 4319  df-op 4321  df-uni 4573  df-int 4610  df-iun 4654  df-br 4785  df-opab 4845  df-mpt 4862  df-tr 4885  df-id 5157  df-eprel 5162  df-po 5170  df-so 5171  df-fr 5208  df-we 5210  df-xp 5255  df-rel 5256  df-cnv 5257  df-co 5258  df-dm 5259  df-rn 5260  df-res 5261  df-ima 5262  df-pred 5823  df-ord 5869  df-on 5870  df-lim 5871  df-suc 5872  df-iota 5994  df-fun 6033  df-fn 6034  df-f 6035  df-f1 6036  df-fo 6037  df-f1o 6038  df-fv 6039  df-riota 6753  df-ov 6795  df-oprab 6796  df-mpt2 6797  df-of 7043  df-om 7212  df-1st 7314  df-2nd 7315  df-wrecs 7558  df-recs 7620  df-rdg 7658  df-1o 7712  df-oadd 7716  df-er 7895  df-map 8010  df-ixp 8062  df-en 8109  df-dom 8110  df-sdom 8111  df-fin 8112  df-sup 8503  df-pnf 10277  df-mnf 10278  df-xr 10279  df-ltxr 10280  df-le 10281  df-sub 10469  df-neg 10470  df-nn 11222  df-2 11280  df-3 11281  df-4 11282  df-5 11283  df-6 11284  df-7 11285  df-8 11286  df-9 11287  df-n0 11494  df-z 11579  df-dec 11695  df-uz 11888  df-fz 12533  df-struct 16065  df-ndx 16066  df-slot 16067  df-base 16069  df-sets 16070  df-plusg 16161  df-mulr 16162  df-sca 16164  df-vsca 16165  df-ip 16166  df-tset 16167  df-ple 16168  df-ds 16171  df-hom 16173  df-cco 16174  df-0g 16309  df-prds 16315  df-pws 16317  df-mgm 17449  df-sgrp 17491  df-mnd 17502  df-grp 17632  df-minusg 17633  df-ghm 17865  df-mgp 18697  df-ur 18709  df-ring 18756  df-lmod 19074  df-lmhm 19234
This theorem is referenced by:  frlmsplit2  20328  pwssplit4  38178  pwslnmlem2  38182
  Copyright terms: Public domain W3C validator