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Theorem mendrng 29547
Description: The module endomorphism algebra is a ring. (Contributed by Stefan O'Rear, 5-Sep-2015.)
Hypothesis
Ref Expression
mendassa.a  |-  A  =  (MEndo `  M )
Assertion
Ref Expression
mendrng  |-  ( M  e.  LMod  ->  A  e. 
Ring )

Proof of Theorem mendrng
Dummy variables  x  y  z are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 mendassa.a . . . 4  |-  A  =  (MEndo `  M )
21mendbas 29539 . . 3  |-  ( M LMHom 
M )  =  (
Base `  A )
32a1i 11 . 2  |-  ( M  e.  LMod  ->  ( M LMHom 
M )  =  (
Base `  A )
)
4 eqidd 2443 . 2  |-  ( M  e.  LMod  ->  ( +g  `  A )  =  ( +g  `  A ) )
5 eqidd 2443 . 2  |-  ( M  e.  LMod  ->  ( .r
`  A )  =  ( .r `  A
) )
6 eqid 2442 . . . . . 6  |-  ( +g  `  M )  =  ( +g  `  M )
7 eqid 2442 . . . . . 6  |-  ( +g  `  A )  =  ( +g  `  A )
81, 2, 6, 7mendplusg 29541 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x
( +g  `  A ) y )  =  ( x  oF ( +g  `  M ) y ) )
96lmhmplusg 17124 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x  oF ( +g  `  M ) y )  e.  ( M LMHom  M
) )
108, 9eqeltrd 2516 . . . 4  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x
( +g  `  A ) y )  e.  ( M LMHom  M ) )
11103adant1 1006 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x ( +g  `  A ) y )  e.  ( M LMHom  M ) )
12 simpr1 994 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  x  e.  ( M LMHom  M ) )
13 simpr2 995 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  y  e.  ( M LMHom  M ) )
1412, 13, 9syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x  oF ( +g  `  M ) y )  e.  ( M LMHom  M
) )
15 simpr3 996 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  z  e.  ( M LMHom  M ) )
161, 2, 6, 7mendplusg 29541 . . . . 5  |-  ( ( ( x  oF ( +g  `  M
) y )  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( ( x  oF ( +g  `  M ) y ) ( +g  `  A
) z )  =  ( ( x  oF ( +g  `  M
) y )  oF ( +g  `  M
) z ) )
1714, 15, 16syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x  oF ( +g  `  M ) y ) ( +g  `  A ) z )  =  ( ( x  oF ( +g  `  M ) y )  oF ( +g  `  M ) z ) )
1812, 13, 8syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( +g  `  A ) y )  =  ( x  oF ( +g  `  M ) y ) )
1918oveq1d 6105 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( +g  `  A
) y ) ( +g  `  A ) z )  =  ( ( x  oF ( +g  `  M
) y ) ( +g  `  A ) z ) )
206lmhmplusg 17124 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  ( M LMHom 
M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( y  oF ( +g  `  M ) z )  e.  ( M LMHom  M
) )
2113, 15, 20syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( y  oF ( +g  `  M ) z )  e.  ( M LMHom  M
) )
221, 2, 6, 7mendplusg 29541 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  (
y  oF ( +g  `  M ) z )  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x ( +g  `  A ) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) )  =  ( x  oF ( +g  `  M
) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) ) )
2312, 21, 22syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( +g  `  A ) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) )  =  ( x  oF ( +g  `  M
) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) ) )
241, 2, 6, 7mendplusg 29541 . . . . . . 7  |-  ( ( y  e.  ( M LMHom 
M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( y
( +g  `  A ) z )  =  ( y  oF ( +g  `  M ) z ) )
2513, 15, 24syl2anc 661 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( y
( +g  `  A ) z )  =  ( y  oF ( +g  `  M ) z ) )
2625oveq2d 6106 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( +g  `  A ) ( y ( +g  `  A ) z ) )  =  ( x ( +g  `  A
) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) ) )
27 lmodgrp 16954 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  LMod  ->  M  e. 
Grp )
28 grpmnd 15549 . . . . . . . 8  |-  ( M  e.  Grp  ->  M  e.  Mnd )
2927, 28syl 16 . . . . . . 7  |-  ( M  e.  LMod  ->  M  e. 
Mnd )
3029adantr 465 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  M  e.  Mnd )
31 eqid 2442 . . . . . . . . 9  |-  ( Base `  M )  =  (
Base `  M )
3231, 31lmhmf 17114 . . . . . . . 8  |-  ( x  e.  ( M LMHom  M
)  ->  x :
( Base `  M ) --> ( Base `  M )
)
3312, 32syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  x :
( Base `  M ) --> ( Base `  M )
)
34 fvex 5700 . . . . . . . 8  |-  ( Base `  M )  e.  _V
3534, 34elmap 7240 . . . . . . 7  |-  ( x  e.  ( ( Base `  M )  ^m  ( Base `  M ) )  <-> 
x : ( Base `  M ) --> ( Base `  M ) )
3633, 35sylibr 212 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  x  e.  ( ( Base `  M
)  ^m  ( Base `  M ) ) )
3731, 31lmhmf 17114 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  ( M LMHom  M
)  ->  y :
( Base `  M ) --> ( Base `  M )
)
3813, 37syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  y :
( Base `  M ) --> ( Base `  M )
)
3934, 34elmap 7240 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  ( ( Base `  M )  ^m  ( Base `  M ) )  <-> 
y : ( Base `  M ) --> ( Base `  M ) )
4038, 39sylibr 212 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  y  e.  ( ( Base `  M
)  ^m  ( Base `  M ) ) )
4131, 31lmhmf 17114 . . . . . . . 8  |-  ( z  e.  ( M LMHom  M
)  ->  z :
( Base `  M ) --> ( Base `  M )
)
4215, 41syl 16 . . . . . . 7  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  z :
( Base `  M ) --> ( Base `  M )
)
4334, 34elmap 7240 . . . . . . 7  |-  ( z  e.  ( ( Base `  M )  ^m  ( Base `  M ) )  <-> 
z : ( Base `  M ) --> ( Base `  M ) )
4442, 43sylibr 212 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  z  e.  ( ( Base `  M
)  ^m  ( Base `  M ) ) )
4531, 6mndvass 18291 . . . . . 6  |-  ( ( M  e.  Mnd  /\  ( x  e.  (
( Base `  M )  ^m  ( Base `  M
) )  /\  y  e.  ( ( Base `  M
)  ^m  ( Base `  M ) )  /\  z  e.  ( ( Base `  M )  ^m  ( Base `  M )
) ) )  -> 
( ( x  oF ( +g  `  M
) y )  oF ( +g  `  M
) z )  =  ( x  oF ( +g  `  M
) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) ) )
4630, 36, 40, 44, 45syl13anc 1220 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x  oF ( +g  `  M ) y )  oF ( +g  `  M
) z )  =  ( x  oF ( +g  `  M
) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) ) )
4723, 26, 463eqtr4d 2484 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( +g  `  A ) ( y ( +g  `  A ) z ) )  =  ( ( x  oF ( +g  `  M ) y )  oF ( +g  `  M
) z ) )
4817, 19, 473eqtr4d 2484 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( +g  `  A
) y ) ( +g  `  A ) z )  =  ( x ( +g  `  A
) ( y ( +g  `  A ) z ) ) )
49 id 22 . . . 4  |-  ( M  e.  LMod  ->  M  e. 
LMod )
50 eqidd 2443 . . . 4  |-  ( M  e.  LMod  ->  (Scalar `  M )  =  (Scalar `  M ) )
51 eqid 2442 . . . . 5  |-  ( 0g
`  M )  =  ( 0g `  M
)
52 eqid 2442 . . . . 5  |-  (Scalar `  M )  =  (Scalar `  M )
5351, 31, 52, 520lmhm 17120 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  M  e.  LMod  /\  (Scalar `  M
)  =  (Scalar `  M ) )  -> 
( ( Base `  M
)  X.  { ( 0g `  M ) } )  e.  ( M LMHom  M ) )
5449, 49, 50, 53syl3anc 1218 . . 3  |-  ( M  e.  LMod  ->  ( (
Base `  M )  X.  { ( 0g `  M ) } )  e.  ( M LMHom  M
) )
551, 2, 6, 7mendplusg 29541 . . . . 5  |-  ( ( ( ( Base `  M
)  X.  { ( 0g `  M ) } )  e.  ( M LMHom  M )  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  (
( ( Base `  M
)  X.  { ( 0g `  M ) } ) ( +g  `  A ) x )  =  ( ( (
Base `  M )  X.  { ( 0g `  M ) } )  oF ( +g  `  M ) x ) )
5654, 55sylan 471 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (
( Base `  M )  X.  { ( 0g `  M ) } ) ( +g  `  A
) x )  =  ( ( ( Base `  M )  X.  {
( 0g `  M
) } )  oF ( +g  `  M
) x ) )
5732, 35sylibr 212 . . . . 5  |-  ( x  e.  ( M LMHom  M
)  ->  x  e.  ( ( Base `  M
)  ^m  ( Base `  M ) ) )
5831, 6, 51mndvlid 18292 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  Mnd  /\  x  e.  ( ( Base `  M )  ^m  ( Base `  M )
) )  ->  (
( ( Base `  M
)  X.  { ( 0g `  M ) } )  oF ( +g  `  M
) x )  =  x )
5929, 57, 58syl2an 477 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (
( Base `  M )  X.  { ( 0g `  M ) } )  oF ( +g  `  M ) x )  =  x )
6056, 59eqtrd 2474 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (
( Base `  M )  X.  { ( 0g `  M ) } ) ( +g  `  A
) x )  =  x )
61 eqid 2442 . . . . 5  |-  ( invg `  M )  =  ( invg `  M )
6261invlmhm 17122 . . . 4  |-  ( M  e.  LMod  ->  ( invg `  M )  e.  ( M LMHom  M
) )
63 lmhmco 17123 . . . 4  |-  ( ( ( invg `  M )  e.  ( M LMHom  M )  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  (
( invg `  M )  o.  x
)  e.  ( M LMHom 
M ) )
6462, 63sylan 471 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( ( invg `  M )  o.  x )  e.  ( M LMHom  M ) )
651, 2, 6, 7mendplusg 29541 . . . . 5  |-  ( ( ( ( invg `  M )  o.  x
)  e.  ( M LMHom 
M )  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (
( invg `  M )  o.  x
) ( +g  `  A
) x )  =  ( ( ( invg `  M )  o.  x )  oF ( +g  `  M
) x ) )
6664, 65sylancom 667 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (
( invg `  M )  o.  x
) ( +g  `  A
) x )  =  ( ( ( invg `  M )  o.  x )  oF ( +g  `  M
) x ) )
6731, 6, 61, 51grpvlinv 18294 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  Grp  /\  x  e.  ( ( Base `  M )  ^m  ( Base `  M )
) )  ->  (
( ( invg `  M )  o.  x
)  oF ( +g  `  M ) x )  =  ( ( Base `  M
)  X.  { ( 0g `  M ) } ) )
6827, 57, 67syl2an 477 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (
( invg `  M )  o.  x
)  oF ( +g  `  M ) x )  =  ( ( Base `  M
)  X.  { ( 0g `  M ) } ) )
6966, 68eqtrd 2474 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (
( invg `  M )  o.  x
) ( +g  `  A
) x )  =  ( ( Base `  M
)  X.  { ( 0g `  M ) } ) )
703, 4, 11, 48, 54, 60, 64, 69isgrpd 15562 . 2  |-  ( M  e.  LMod  ->  A  e. 
Grp )
71 eqid 2442 . . . . 5  |-  ( .r
`  A )  =  ( .r `  A
)
721, 2, 71mendmulr 29543 . . . 4  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x
( .r `  A
) y )  =  ( x  o.  y
) )
73 lmhmco 17123 . . . 4  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x  o.  y )  e.  ( M LMHom  M ) )
7472, 73eqeltrd 2516 . . 3  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x
( .r `  A
) y )  e.  ( M LMHom  M ) )
75743adant1 1006 . 2  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x ( .r `  A ) y )  e.  ( M LMHom  M ) )
76 coass 5355 . . 3  |-  ( ( x  o.  y )  o.  z )  =  ( x  o.  (
y  o.  z ) )
7712, 13, 72syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( .r `  A
) y )  =  ( x  o.  y
) )
7877oveq1d 6105 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( .r `  A ) y ) ( .r `  A
) z )  =  ( ( x  o.  y ) ( .r
`  A ) z ) )
7912, 13, 73syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x  o.  y )  e.  ( M LMHom  M ) )
801, 2, 71mendmulr 29543 . . . . 5  |-  ( ( ( x  o.  y
)  e.  ( M LMHom 
M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (
x  o.  y ) ( .r `  A
) z )  =  ( ( x  o.  y )  o.  z
) )
8179, 15, 80syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x  o.  y ) ( .r `  A
) z )  =  ( ( x  o.  y )  o.  z
) )
8278, 81eqtrd 2474 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( .r `  A ) y ) ( .r `  A
) z )  =  ( ( x  o.  y )  o.  z
) )
831, 2, 71mendmulr 29543 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  ( M LMHom 
M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( y
( .r `  A
) z )  =  ( y  o.  z
) )
8413, 15, 83syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( y
( .r `  A
) z )  =  ( y  o.  z
) )
8584oveq2d 6106 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( .r `  A
) ( y ( .r `  A ) z ) )  =  ( x ( .r
`  A ) ( y  o.  z ) ) )
86 lmhmco 17123 . . . . . 6  |-  ( ( y  e.  ( M LMHom 
M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( y  o.  z )  e.  ( M LMHom  M ) )
8713, 15, 86syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( y  o.  z )  e.  ( M LMHom  M ) )
881, 2, 71mendmulr 29543 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  (
y  o.  z )  e.  ( M LMHom  M
) )  ->  (
x ( .r `  A ) ( y  o.  z ) )  =  ( x  o.  ( y  o.  z
) ) )
8912, 87, 88syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( .r `  A
) ( y  o.  z ) )  =  ( x  o.  (
y  o.  z ) ) )
9085, 89eqtrd 2474 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( .r `  A
) ( y ( .r `  A ) z ) )  =  ( x  o.  (
y  o.  z ) ) )
9176, 82, 903eqtr4a 2500 . 2  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( .r `  A ) y ) ( .r `  A
) z )  =  ( x ( .r
`  A ) ( y ( .r `  A ) z ) ) )
921, 2, 71mendmulr 29543 . . . 4  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  (
y  oF ( +g  `  M ) z )  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x ( .r `  A ) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) )  =  ( x  o.  ( y  oF ( +g  `  M
) z ) ) )
9312, 21, 92syl2anc 661 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( .r `  A
) ( y  oF ( +g  `  M
) z ) )  =  ( x  o.  ( y  oF ( +g  `  M
) z ) ) )
9425oveq2d 6106 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( .r `  A
) ( y ( +g  `  A ) z ) )  =  ( x ( .r
`  A ) ( y  oF ( +g  `  M ) z ) ) )
95 lmhmco 17123 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x  o.  z )  e.  ( M LMHom  M ) )
9612, 15, 95syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x  o.  z )  e.  ( M LMHom  M ) )
971, 2, 6, 7mendplusg 29541 . . . . 5  |-  ( ( ( x  o.  y
)  e.  ( M LMHom 
M )  /\  (
x  o.  z )  e.  ( M LMHom  M
) )  ->  (
( x  o.  y
) ( +g  `  A
) ( x  o.  z ) )  =  ( ( x  o.  y )  oF ( +g  `  M
) ( x  o.  z ) ) )
9879, 96, 97syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x  o.  y ) ( +g  `  A
) ( x  o.  z ) )  =  ( ( x  o.  y )  oF ( +g  `  M
) ( x  o.  z ) ) )
991, 2, 71mendmulr 29543 . . . . . 6  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x
( .r `  A
) z )  =  ( x  o.  z
) )
10012, 15, 99syl2anc 661 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( .r `  A
) z )  =  ( x  o.  z
) )
10177, 100oveq12d 6108 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( .r `  A ) y ) ( +g  `  A
) ( x ( .r `  A ) z ) )  =  ( ( x  o.  y ) ( +g  `  A ) ( x  o.  z ) ) )
102 lmghm 17111 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( M LMHom  M
)  ->  x  e.  ( M  GrpHom  M ) )
103 ghmmhm 15756 . . . . . 6  |-  ( x  e.  ( M  GrpHom  M )  ->  x  e.  ( M MndHom  M ) )
10412, 102, 1033syl 20 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  x  e.  ( M MndHom  M ) )
10531, 6, 6mhmvlin 18296 . . . . 5  |-  ( ( x  e.  ( M MndHom  M )  /\  y  e.  ( ( Base `  M
)  ^m  ( Base `  M ) )  /\  z  e.  ( ( Base `  M )  ^m  ( Base `  M )
) )  ->  (
x  o.  ( y  oF ( +g  `  M ) z ) )  =  ( ( x  o.  y )  oF ( +g  `  M ) ( x  o.  z ) ) )
106104, 40, 44, 105syl3anc 1218 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x  o.  ( y  oF ( +g  `  M
) z ) )  =  ( ( x  o.  y )  oF ( +g  `  M
) ( x  o.  z ) ) )
10798, 101, 1063eqtr4d 2484 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( .r `  A ) y ) ( +g  `  A
) ( x ( .r `  A ) z ) )  =  ( x  o.  (
y  oF ( +g  `  M ) z ) ) )
10893, 94, 1073eqtr4d 2484 . 2  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( x
( .r `  A
) ( y ( +g  `  A ) z ) )  =  ( ( x ( .r `  A ) y ) ( +g  `  A ) ( x ( .r `  A
) z ) ) )
1091, 2, 71mendmulr 29543 . . . 4  |-  ( ( ( x  oF ( +g  `  M
) y )  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( ( x  oF ( +g  `  M ) y ) ( .r `  A
) z )  =  ( ( x  oF ( +g  `  M
) y )  o.  z ) )
11014, 15, 109syl2anc 661 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x  oF ( +g  `  M ) y ) ( .r
`  A ) z )  =  ( ( x  oF ( +g  `  M ) y )  o.  z
) )
11118oveq1d 6105 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( +g  `  A
) y ) ( .r `  A ) z )  =  ( ( x  oF ( +g  `  M
) y ) ( .r `  A ) z ) )
1121, 2, 6, 7mendplusg 29541 . . . . 5  |-  ( ( ( x  o.  z
)  e.  ( M LMHom 
M )  /\  (
y  o.  z )  e.  ( M LMHom  M
) )  ->  (
( x  o.  z
) ( +g  `  A
) ( y  o.  z ) )  =  ( ( x  o.  z )  oF ( +g  `  M
) ( y  o.  z ) ) )
11396, 87, 112syl2anc 661 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x  o.  z ) ( +g  `  A
) ( y  o.  z ) )  =  ( ( x  o.  z )  oF ( +g  `  M
) ( y  o.  z ) ) )
114100, 84oveq12d 6108 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( .r `  A ) z ) ( +g  `  A
) ( y ( .r `  A ) z ) )  =  ( ( x  o.  z ) ( +g  `  A ) ( y  o.  z ) ) )
115 ffn 5558 . . . . . 6  |-  ( x : ( Base `  M
) --> ( Base `  M
)  ->  x  Fn  ( Base `  M )
)
11612, 32, 1153syl 20 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  x  Fn  ( Base `  M )
)
117 ffn 5558 . . . . . 6  |-  ( y : ( Base `  M
) --> ( Base `  M
)  ->  y  Fn  ( Base `  M )
)
11813, 37, 1173syl 20 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  y  Fn  ( Base `  M )
)
11934a1i 11 . . . . 5  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( Base `  M )  e.  _V )
120 inidm 3558 . . . . 5  |-  ( (
Base `  M )  i^i  ( Base `  M
) )  =  (
Base `  M )
121116, 118, 42, 119, 119, 119, 120ofco 6339 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x  oF ( +g  `  M ) y )  o.  z
)  =  ( ( x  o.  z )  oF ( +g  `  M ) ( y  o.  z ) ) )
122113, 114, 1213eqtr4d 2484 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( .r `  A ) z ) ( +g  `  A
) ( y ( .r `  A ) z ) )  =  ( ( x  oF ( +g  `  M
) y )  o.  z ) )
123110, 111, 1223eqtr4d 2484 . 2  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  (
x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  y  e.  ( M LMHom  M )  /\  z  e.  ( M LMHom  M ) ) )  ->  ( (
x ( +g  `  A
) y ) ( .r `  A ) z )  =  ( ( x ( .r
`  A ) z ) ( +g  `  A
) ( y ( .r `  A ) z ) ) )
12431idlmhm 17121 . 2  |-  ( M  e.  LMod  ->  (  _I  |`  ( Base `  M
) )  e.  ( M LMHom  M ) )
1251, 2, 71mendmulr 29543 . . . 4  |-  ( ( (  _I  |`  ( Base `  M ) )  e.  ( M LMHom  M
)  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (  _I  |`  ( Base `  M
) ) ( .r
`  A ) x )  =  ( (  _I  |`  ( Base `  M ) )  o.  x ) )
126124, 125sylan 471 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (  _I  |`  ( Base `  M
) ) ( .r
`  A ) x )  =  ( (  _I  |`  ( Base `  M ) )  o.  x ) )
12732adantl 466 . . . 4  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  x :
( Base `  M ) --> ( Base `  M )
)
128 fcoi2 5585 . . . 4  |-  ( x : ( Base `  M
) --> ( Base `  M
)  ->  ( (  _I  |`  ( Base `  M
) )  o.  x
)  =  x )
129127, 128syl 16 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (  _I  |`  ( Base `  M
) )  o.  x
)  =  x )
130126, 129eqtrd 2474 . 2  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( (  _I  |`  ( Base `  M
) ) ( .r
`  A ) x )  =  x )
131 id 22 . . . 4  |-  ( x  e.  ( M LMHom  M
)  ->  x  e.  ( M LMHom  M ) )
1321, 2, 71mendmulr 29543 . . . 4  |-  ( ( x  e.  ( M LMHom 
M )  /\  (  _I  |`  ( Base `  M
) )  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x ( .r `  A ) (  _I  |`  ( Base `  M ) ) )  =  ( x  o.  (  _I  |`  ( Base `  M ) ) ) )
133131, 124, 132syl2anr 478 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x
( .r `  A
) (  _I  |`  ( Base `  M ) ) )  =  ( x  o.  (  _I  |`  ( Base `  M ) ) ) )
134 fcoi1 5584 . . . 4  |-  ( x : ( Base `  M
) --> ( Base `  M
)  ->  ( x  o.  (  _I  |`  ( Base `  M ) ) )  =  x )
135127, 134syl 16 . . 3  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x  o.  (  _I  |`  ( Base `  M ) ) )  =  x )
136133, 135eqtrd 2474 . 2  |-  ( ( M  e.  LMod  /\  x  e.  ( M LMHom  M ) )  ->  ( x
( .r `  A
) (  _I  |`  ( Base `  M ) ) )  =  x )
1373, 4, 5, 70, 75, 91, 108, 123, 124, 130, 136isrngd 16678 1  |-  ( M  e.  LMod  ->  A  e. 
Ring )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    /\ wa 369    /\ w3a 965    = wceq 1369    e. wcel 1756   _Vcvv 2971   {csn 3876    _I cid 4630    X. cxp 4837    |` cres 4841    o. ccom 4843    Fn wfn 5412   -->wf 5413   ` cfv 5417  (class class class)co 6090    oFcof 6317    ^m cmap 7213   Basecbs 14173   +g cplusg 14237   .rcmulr 14238  Scalarcsca 14240   0gc0g 14377   Mndcmnd 15408   Grpcgrp 15409   invgcminusg 15410   MndHom cmhm 15461    GrpHom cghm 15743   Ringcrg 16644   LModclmod 16947   LMHom clmhm 17099  MEndocmend 29530
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1591  ax-4 1602  ax-5 1670  ax-6 1708  ax-7 1728  ax-8 1758  ax-9 1760  ax-10 1775  ax-11 1780  ax-12 1792  ax-13 1943  ax-ext 2423  ax-rep 4402  ax-sep 4412  ax-nul 4420  ax-pow 4469  ax-pr 4530  ax-un 6371  ax-cnex 9337  ax-resscn 9338  ax-1cn 9339  ax-icn 9340  ax-addcl 9341  ax-addrcl 9342  ax-mulcl 9343  ax-mulrcl 9344  ax-mulcom 9345  ax-addass 9346  ax-mulass 9347  ax-distr 9348  ax-i2m1 9349  ax-1ne0 9350  ax-1rid 9351  ax-rnegex 9352  ax-rrecex 9353  ax-cnre 9354  ax-pre-lttri 9355  ax-pre-lttrn 9356  ax-pre-ltadd 9357  ax-pre-mulgt0 9358
This theorem depends on definitions:  df-bi 185  df-or 370  df-an 371  df-3or 966  df-3an 967  df-tru 1372  df-ex 1587  df-nf 1590  df-sb 1701  df-eu 2257  df-mo 2258  df-clab 2429  df-cleq 2435  df-clel 2438  df-nfc 2567  df-ne 2607  df-nel 2608  df-ral 2719  df-rex 2720  df-reu 2721  df-rmo 2722  df-rab 2723  df-v 2973  df-sbc 3186  df-csb 3288  df-dif 3330  df-un 3332  df-in 3334  df-ss 3341  df-pss 3343  df-nul 3637  df-if 3791  df-pw 3861  df-sn 3877  df-pr 3879  df-tp 3881  df-op 3883  df-uni 4091  df-int 4128  df-iun 4172  df-br 4292  df-opab 4350  df-mpt 4351  df-tr 4385  df-eprel 4631  df-id 4635  df-po 4640  df-so 4641  df-fr 4678  df-we 4680  df-ord 4721  df-on 4722  df-lim 4723  df-suc 4724  df-xp 4845  df-rel 4846  df-cnv 4847  df-co 4848  df-dm 4849  df-rn 4850  df-res 4851  df-ima 4852  df-iota 5380  df-fun 5419  df-fn 5420  df-f 5421  df-f1 5422  df-fo 5423  df-f1o 5424  df-fv 5425  df-riota 6051  df-ov 6093  df-oprab 6094  df-mpt2 6095  df-of 6319  df-om 6476  df-1st 6576  df-2nd 6577  df-recs 6831  df-rdg 6865  df-1o 6919  df-oadd 6923  df-er 7100  df-map 7215  df-en 7310  df-dom 7311  df-sdom 7312  df-fin 7313  df-pnf 9419  df-mnf 9420  df-xr 9421  df-ltxr 9422  df-le 9423  df-sub 9596  df-neg 9597  df-nn 10322  df-2 10379  df-3 10380  df-4 10381  df-5 10382  df-6 10383  df-n0 10579  df-z 10646  df-uz 10861  df-fz 11437  df-struct 14175  df-ndx 14176  df-slot 14177  df-base 14178  df-sets 14179  df-plusg 14250  df-mulr 14251  df-sca 14253  df-vsca 14254  df-0g 14379  df-mnd 15414  df-mhm 15463  df-grp 15544  df-minusg 15545  df-ghm 15744  df-cmn 16278  df-abl 16279  df-mgp 16591  df-ur 16603  df-rng 16646  df-lmod 16949  df-lmhm 17102  df-mend 29531
This theorem is referenced by:  mendlmod  29548  mendassa  29549
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