MPE Home Metamath Proof Explorer < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >  imasvsca Structured version   Unicode version

Theorem imasvsca 15134
Description: The scalar multiplication operation of an image structure. (Contributed by Mario Carneiro, 23-Feb-2015.) (Revised by Thierry Arnoux, 16-Jun-2019.)
Hypotheses
Ref Expression
imasbas.u  |-  ( ph  ->  U  =  ( F 
"s  R ) )
imasbas.v  |-  ( ph  ->  V  =  ( Base `  R ) )
imasbas.f  |-  ( ph  ->  F : V -onto-> B
)
imasbas.r  |-  ( ph  ->  R  e.  Z )
imassca.g  |-  G  =  (Scalar `  R )
imasvsca.k  |-  K  =  ( Base `  G
)
imasvsca.q  |-  .x.  =  ( .s `  R )
imasvsca.s  |-  .xb  =  ( .s `  U )
Assertion
Ref Expression
imasvsca  |-  ( ph  -> 
.xb  =  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) )
Distinct variable groups:    q, p, x, F    R, p, q, x    x, U    x, B    ph, p, q, x    K, p, x    V, p, q
Allowed substitution hints:    B( q, p)    .xb (
x, q, p)    .x. ( x, q, p)    U( q, p)    G( x, q, p)    K( q)    V( x)    Z( x, q, p)

Proof of Theorem imasvsca
Dummy variables  u  v  w  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 imasbas.u . . 3  |-  ( ph  ->  U  =  ( F 
"s  R ) )
2 imasbas.v . . 3  |-  ( ph  ->  V  =  ( Base `  R ) )
3 eqid 2402 . . 3  |-  ( +g  `  R )  =  ( +g  `  R )
4 eqid 2402 . . 3  |-  ( .r
`  R )  =  ( .r `  R
)
5 eqid 2402 . . 3  |-  (Scalar `  R )  =  (Scalar `  R )
6 imasvsca.k . . . 4  |-  K  =  ( Base `  G
)
7 imassca.g . . . . 5  |-  G  =  (Scalar `  R )
87fveq2i 5852 . . . 4  |-  ( Base `  G )  =  (
Base `  (Scalar `  R
) )
96, 8eqtri 2431 . . 3  |-  K  =  ( Base `  (Scalar `  R ) )
10 imasvsca.q . . 3  |-  .x.  =  ( .s `  R )
11 eqid 2402 . . 3  |-  ( .i
`  R )  =  ( .i `  R
)
12 eqid 2402 . . 3  |-  ( TopOpen `  R )  =  (
TopOpen `  R )
13 eqid 2402 . . 3  |-  ( dist `  R )  =  (
dist `  R )
14 eqid 2402 . . 3  |-  ( le
`  R )  =  ( le `  R
)
15 imasbas.f . . . 4  |-  ( ph  ->  F : V -onto-> B
)
16 imasbas.r . . . 4  |-  ( ph  ->  R  e.  Z )
17 eqid 2402 . . . 4  |-  ( +g  `  U )  =  ( +g  `  U )
181, 2, 15, 16, 3, 17imasplusg 15131 . . 3  |-  ( ph  ->  ( +g  `  U
)  =  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p ( +g  `  R
) q ) )
>. } )
19 eqid 2402 . . . 4  |-  ( .r
`  U )  =  ( .r `  U
)
201, 2, 15, 16, 4, 19imasmulr 15132 . . 3  |-  ( ph  ->  ( .r `  U
)  =  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( F `  ( p ( .r `  R
) q ) )
>. } )
21 eqidd 2403 . . 3  |-  ( ph  ->  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) )  =  U_ q  e.  V  (
p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) ) )
22 eqidd 2403 . . 3  |-  ( ph  ->  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. }  =  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q ) >. ,  ( p ( .i `  R ) q )
>. } )
23 eqidd 2403 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( TopOpen `  R
) qTop  F )  =  ( ( TopOpen `  R ) qTop  F ) )
24 eqid 2402 . . . 4  |-  ( dist `  U )  =  (
dist `  U )
251, 2, 15, 16, 13, 24imasds 15127 . . 3  |-  ( ph  ->  ( dist `  U
)  =  ( x  e.  B ,  y  e.  B  |->  sup ( U_ u  e.  NN  ran  ( z  e.  {
w  e.  ( ( V  X.  V )  ^m  ( 1 ... u ) )  |  ( ( F `  ( 1st `  ( w `
 1 ) ) )  =  x  /\  ( F `  ( 2nd `  ( w `  u
) ) )  =  y  /\  A. v  e.  ( 1 ... (
u  -  1 ) ) ( F `  ( 2nd `  ( w `
 v ) ) )  =  ( F `
 ( 1st `  (
w `  ( v  +  1 ) ) ) ) ) } 
|->  ( RR*s  gsumg  ( (
dist `  R )  o.  z ) ) ) ,  RR* ,  `'  <  ) ) )
26 eqidd 2403 . . 3  |-  ( ph  ->  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
)  =  ( ( F  o.  ( le
`  R ) )  o.  `' F ) )
271, 2, 3, 4, 5, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 18, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 15, 16imasval 15125 . 2  |-  ( ph  ->  U  =  ( ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } ) )
28 eqid 2402 . . 3  |-  ( ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )  =  ( ( { <. (
Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U
) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U
) >. }  u.  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )
2928imasvalstr 15066 . 2  |-  ( ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } ) Struct  <. 1 , ; 1 2 >.
30 vscaid 14976 . 2  |-  .s  = Slot  ( .s `  ndx )
31 snsstp2 4124 . . 3  |-  { <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) ) >. }  C_  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. }
32 ssun2 3607 . . . 4  |-  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. }  C_  ( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )
33 ssun1 3606 . . . 4  |-  ( {
<. ( Base `  ndx ) ,  B >. , 
<. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U ) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U ) >. }  u.  {
<. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )  C_  ( ( { <. (
Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U
) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U
) >. }  u.  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )
3432, 33sstri 3451 . . 3  |-  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) ,  U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. }  C_  (
( { <. ( Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U
) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U
) >. }  u.  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )
3531, 34sstri 3451 . 2  |-  { <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) ) >. }  C_  ( ( { <. (
Base `  ndx ) ,  B >. ,  <. ( +g  `  ndx ) ,  ( +g  `  U
) >. ,  <. ( .r `  ndx ) ,  ( .r `  U
) >. }  u.  { <. (Scalar `  ndx ) ,  (Scalar `  R ) >. ,  <. ( .s `  ndx ) ,  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) >. ,  <. ( .i `  ndx ) , 
U_ p  e.  V  U_ q  e.  V  { <. <. ( F `  p ) ,  ( F `  q )
>. ,  ( p
( .i `  R
) q ) >. } >. } )  u. 
{ <. (TopSet `  ndx ) ,  ( ( TopOpen
`  R ) qTop  F
) >. ,  <. ( le `  ndx ) ,  ( ( F  o.  ( le `  R ) )  o.  `' F
) >. ,  <. ( dist `  ndx ) ,  ( dist `  U
) >. } )
36 fvex 5859 . . . 4  |-  ( Base `  R )  e.  _V
372, 36syl6eqel 2498 . . 3  |-  ( ph  ->  V  e.  _V )
38 fvex 5859 . . . . . 6  |-  ( Base `  G )  e.  _V
396, 38eqeltri 2486 . . . . 5  |-  K  e. 
_V
40 snex 4632 . . . . 5  |-  { ( F `  q ) }  e.  _V
4139, 40mpt2ex 6861 . . . 4  |-  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) )  e.  _V
4241rgenw 2765 . . 3  |-  A. q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) )  e.  _V
43 iunexg 6760 . . 3  |-  ( ( V  e.  _V  /\  A. q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) )  e.  _V )  ->  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) )  e.  _V )
4437, 42, 43sylancl 660 . 2  |-  ( ph  ->  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e.  { ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p  .x.  q ) ) )  e.  _V )
45 imasvsca.s . 2  |-  .xb  =  ( .s `  U )
4627, 29, 30, 35, 44, 45strfv3 14878 1  |-  ( ph  -> 
.xb  =  U_ q  e.  V  ( p  e.  K ,  x  e. 
{ ( F `  q ) }  |->  ( F `  ( p 
.x.  q ) ) ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    = wceq 1405    e. wcel 1842   A.wral 2754   _Vcvv 3059    u. cun 3412   {csn 3972   {ctp 3976   <.cop 3978   U_ciun 4271   `'ccnv 4822    o. ccom 4827   -onto->wfo 5567   ` cfv 5569  (class class class)co 6278    |-> cmpt2 6280   1c1 9523   2c2 10626  ;cdc 11019   ndxcnx 14838   Basecbs 14841   +g cplusg 14909   .rcmulr 14910  Scalarcsca 14912   .scvsca 14913   .icip 14914  TopSetcts 14915   lecple 14916   distcds 14918   TopOpenctopn 15036   qTop cqtop 15117    "s cimas 15118
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1639  ax-4 1652  ax-5 1725  ax-6 1771  ax-7 1814  ax-8 1844  ax-9 1846  ax-10 1861  ax-11 1866  ax-12 1878  ax-13 2026  ax-ext 2380  ax-rep 4507  ax-sep 4517  ax-nul 4525  ax-pow 4572  ax-pr 4630  ax-un 6574  ax-cnex 9578  ax-resscn 9579  ax-1cn 9580  ax-icn 9581  ax-addcl 9582  ax-addrcl 9583  ax-mulcl 9584  ax-mulrcl 9585  ax-mulcom 9586  ax-addass 9587  ax-mulass 9588  ax-distr 9589  ax-i2m1 9590  ax-1ne0 9591  ax-1rid 9592  ax-rnegex 9593  ax-rrecex 9594  ax-cnre 9595  ax-pre-lttri 9596  ax-pre-lttrn 9597  ax-pre-ltadd 9598  ax-pre-mulgt0 9599
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 368  df-an 369  df-3or 975  df-3an 976  df-tru 1408  df-ex 1634  df-nf 1638  df-sb 1764  df-eu 2242  df-mo 2243  df-clab 2388  df-cleq 2394  df-clel 2397  df-nfc 2552  df-ne 2600  df-nel 2601  df-ral 2759  df-rex 2760  df-reu 2761  df-rab 2763  df-v 3061  df-sbc 3278  df-csb 3374  df-dif 3417  df-un 3419  df-in 3421  df-ss 3428  df-pss 3430  df-nul 3739  df-if 3886  df-pw 3957  df-sn 3973  df-pr 3975  df-tp 3977  df-op 3979  df-uni 4192  df-int 4228  df-iun 4273  df-br 4396  df-opab 4454  df-mpt 4455  df-tr 4490  df-eprel 4734  df-id 4738  df-po 4744  df-so 4745  df-fr 4782  df-we 4784  df-xp 4829  df-rel 4830  df-cnv 4831  df-co 4832  df-dm 4833  df-rn 4834  df-res 4835  df-ima 4836  df-pred 5367  df-ord 5413  df-on 5414  df-lim 5415  df-suc 5416  df-iota 5533  df-fun 5571  df-fn 5572  df-f 5573  df-f1 5574  df-fo 5575  df-f1o 5576  df-fv 5577  df-riota 6240  df-ov 6281  df-oprab 6282  df-mpt2 6283  df-om 6684  df-1st 6784  df-2nd 6785  df-wrecs 7013  df-recs 7075  df-rdg 7113  df-1o 7167  df-oadd 7171  df-er 7348  df-en 7555  df-dom 7556  df-sdom 7557  df-fin 7558  df-sup 7935  df-pnf 9660  df-mnf 9661  df-xr 9662  df-ltxr 9663  df-le 9664  df-sub 9843  df-neg 9844  df-nn 10577  df-2 10635  df-3 10636  df-4 10637  df-5 10638  df-6 10639  df-7 10640  df-8 10641  df-9 10642  df-10 10643  df-n0 10837  df-z 10906  df-dec 11020  df-uz 11128  df-fz 11727  df-struct 14843  df-ndx 14844  df-slot 14845  df-base 14846  df-plusg 14922  df-mulr 14923  df-sca 14925  df-vsca 14926  df-ip 14927  df-tset 14928  df-ple 14929  df-ds 14931  df-imas 15122
This theorem is referenced by:  imasip  15135  imastset  15136  imasle  15137  imasvscafn  15151  imasvscaval  15152  imasvscaf  15153
  Copyright terms: Public domain W3C validator